모두를 위한 외부 HMI: 보행자·운전자·자전거 이용자에게 미치는 효과

초록

본 연구는 통합형 외부 인간‑기계 인터페이스(SPLB)를 가상현실에서 보행자, 수동 운전 차량 운전자, 자전거 이용자 세 역할에 적용해 40명의 피험자를 대상으로 실험하였다. eHMI는 안전 인식, 신뢰도, 유용성, 정신적 요구를 모두 향상시켰으며, 역할과 주의산만(시각적 잡음·간섭) 효과는 주효과로 나타났고, 사용성에서만 상호작용이 발견되었다. 결과는 하나의 통합 eHMI가 다양한 도로 이용자에게 효과적임을 시사한다.

상세 분석

이 논문은 자동화 수준 4·5 차량이 인간 운전자를 배제함에 따라 외부 HMI(eHMI)의 필요성을 강조하고, 기존 연구가 보행자와 AV 간 상호작용에 국한된 점을 비판한다. 저자들은 세 가지 도로 이용자(보행자, 수동 차량 운전자, 자전거 이용자)를 동일한 가상현실(VR) 환경에 배치하고, ‘느린 펄스 라이트 밴드(SPLB)’라는 단순하고 언어에 의존하지 않는 시각적 신호를 eHMI로 채택했다. SPLB는 차량 전·후·측면에 청색으로 천천히 깜박이며 차량이 정지·양보 의도를 나타낸다.

실험 설계는 2(조건: eHMI 유무) × 3(역할) × 3(주의산만 수준: 무, 시각적 잡음, 간섭)의 반복 측정 내적 설계이며, 피험자당 18개의 시나리오를 경험한다. 주관적 평가는 NASA‑TLX, 신뢰도, 유용성, 안전감 등을 포함한 다차원 설문으로, 객관적 평가는 반응 시간·충돌 위험도 등 행동 지표를 수집했다. 통계 분석은 반복 측정 ANOVA를 사용했으며, 주요 결과는 다음과 같다.

1. eHMI 효과: eHMI가 존재할 때 모든 역할에서 안전감·신뢰·유용성이 유의하게 상승했고, 정신적 요구는 감소했다. 이는 시각적 신호가 차량 의도를 명확히 전달해 인지 부하를 낮추는 메커니즘을 뒷받침한다.
2. 역할 및 주의산만 주효과: 보행자, 운전자, 자전거 이용자 간에 기본적인 인식 차이가 있었으며, 특히 시각적 잡음과 간섭 상황에서 전체적인 성능이 저하되었다. 이는 실제 교통 환경의 복잡성이 eHMI 인식에 영향을 미친다는 점을 확인한다.
3. 상호작용: 역할·주의산만·eHMI 간의 3차 상호작용은 대부분 비유의미했으며, 유일하게 사용성(Usability)에서만 역할과 주의산만이 eHMI 효과와 상호작용했다. 이는 통합형 eHMI가 기본적인 의사소통 기능은 보편적으로 제공하지만, 세부 사용성은 역할별 특수 요구에 따라 달라질 수 있음을 시사한다.

연구는 통합 eHMI 설계가 다중 도로 이용자에게 적용 가능함을 실증적으로 보여주지만, 몇 가지 한계도 존재한다. 첫째, VR 환경은 실제 물리적 충돌 위험을 완전히 재현하지 못하므로 외부 요인의 일반화에 제약이 있다. 둘째, 실험 참가자는 20대~30대 대학생 위주로 연령·문화 다양성이 부족했다. 셋째, SPLB 외의 다른 모달리티(음성, 투사 등)와의 비교가 없으며, 장기 사용에 따른 학습 효과도 검증되지 않았다. 이러한 제한을 감안하면, 향후 연구에서는 실제 도로 테스트, 다양한 인구통계학적 표본, 다중 모달리티 조합, 그리고 장기 적응 연구를 통해 통합 eHMI의 실효성을 더욱 확장할 필요가 있다.