심리를 측정하는 기술
심리생리학 (Psychophysiology): UX Metrics 방법론
사용자의 심리적 반응은 설문지로만 알아내기 어렵습니다. 그래서 시작된 것이 심리생리반응 측정입니다. 원리는 간단합니다. "심리적 변화는 인간의 생리적 변화를 일으킨다". 고로 "생리변화를 측정하면 심리를 알 수 있다"입니다.
사랑을 하면 가슴이 뛰고, 초조하면 진땀이 나고, 스트레스를 받으면 교감신경이 심장 박동의 패턴을 바꿉니다. 마음이 편안해진 뇌파의 주파수는 낮아지고, 반대로 흥분하면 높아집니다.
이런 현상을 활용해서 알 수 있는 것이 긴장-이완, 쾌-불쾌, 안정-불안, 편안함-불편함의 정도입니다. 다양하게 측정된 생리반응 신호를 분석하면 사용자의 심리반응을 읽어낼 수 있습니다.
1. 심장박동 변이도 (Herar Rate Variability:HRV)
심장의 건강상태를 판별하기 위해서 의학적으로 사용되고 있는 측정방법입니다. 부정맥의 진단에도 사용됩니다. 건강한 사람의 경우, 흥분하거나 스트레스를 받으면 심장박동수가 규칙적으로 높아지지만, 반대로 불안 장애가 있으면 불규칙한 패턴을 보입니다.
재미있는 공학심리 이야기, p145
2. 뇌파 (Electroencephalography: EEG)
생각을 하거나 감정이 변할 때, 뇌에서 미세한 전기신호가 발생합니다. 뇌파입니다. 뉴런과 뉴런이 연결되어 서로 교신하는 과정에서 발생하는 미세 전기신호입니다. 이를 증폭해서 관찰하면 다양한 심리적 변화를 읽어낼 수 있습니다. 뇌파의 주파수 대역이 달라지면, 사람의 심리상태도 달라집니다.
아래 표는 뇌파 주파수 대역범위에 따른 심리적 특징을 요약한 것입니다. 참고 서적마다 대역별 주파수 기준의 미세한 차이가 있습니다.
베타 대역의 경우, 세분해서 분석하기도 합니다. 편안하면서도 집중하는 상태의 SMR파 (12~15), 적극적인 집중 상태의 MId Beta (15~20), 과도한 긴장, 불안, 흥분상태의 High Beta (20~30)입니다.
뇌파의 주파수별 심리 생리 상태재미있는 공학심리 이야기, p146
3. 피부전기반응 (Galvanic Skin Response:GSR, Electro Dermal Activity: EDA)
심리적으로 긴장하거나 초조하면 손에 땀이 납니다. 땀의 맛을 보면 짭짤한데, 그 이유는 염화나트륨 (NaCl)이라는 소금을 만드는 성분이 땀 속에 녹아있기 때문입니다. 이는 전해질의 일종으로 Na+, Cl-과 같이 양이온이나 음이온을 띄고 있어, 전기를 잘 통하게 합니다.
아래 그림의 측정기에서는, 손에서 미량의 땀이 발생해도 피부표면의 전기 흐름이 많아지는 것을 관찰할 수 있습니다. 이것을 피부전도도 (Skin Conductance Response: SCR)라고 부르고, 사람이 초조하거나 긴장한 상태를 읽어낼 수 있습니다.
SCR 측정 장비https://www.kaggle.com/datasets/krishd123/gsr-collection-for-mental-strain
4. 산소포화도 (SpO2)
말초혈류량 (Peripheral Plethysmography: PPG)을 측정하면 알 수 있는 정보입니다. 손가락에 끝에 적색이나 녹색 LED를 투사하면 혈관 속의 헤모글로빈이 빛을 흡수하고, 그 나머지 반사되는 빛이 센서로 측정됩니다.
이때 반사량이 적다는 것은 산소를 운반하는 헤모글로빈 양이 많다는 의미이고, 결국 말초혈관의 산소포화도가 높다는 의미입니다.
반대로 산소포화도가 낮다는 것은. 근육 긴장이 혈관을 좁혀서 산소를 운반하는 헤모글로빈 양을 감소시켰다는 의미입니다. 심리적으로 졸리면 나타나는 현상입니다.
적색 LED의 반사량을 측정5. 시선추적 (Eye Tracking)
카메라를 활용해 동공의 움직임을 측정합니다. 동공 크기가 커지면 각성상태나 인지부하가 증가했다고 판단할 수 있습니다. 눈 깜박임이 늘어나면 피로의 증상으로, 눈동자 움직임의 속도나 가속도가 늘어나면 불안하거나 인지부하가 증가되는 것으로 해석할 수 있습니다.
동공을 추적하는 eyetrackerhttps://www.uploadvr.com/smi-hands-on-250hz-eye-tracking/
Eye tracker 장착한 모습https://www.methoden-psychologie.de/eyetracker
UX 디자인에도 정량화의 요구가 높아지고 있습니다. 위에 언급한 기술들은 인간공학 (Ergonomics), 의공학(Bio-medical Enginerring), 뇌과학 (Neuroscience) 영역에서 오랫동안 사용되어 온 기술과 know-how입니다.
이렇게 인간의 심리적 경험을 측정하기 위한 다양한 정량적 도구가 있습니다.
사용자 경험을 측정하는 것은 사용성 평가 (Usability test), Data-driven design에도 적용됩니다. UX Metrics (사용자 경험 측정값)가 점점 더 필요해지는 이유입니다.
이제는 공학, 심리학, 디자인을 학문 영역 별로 접근하는 것이 비효율적입니다. 사용자 경험이라는 영역(domain)을 융합적으로 접근하는 것이 더 효과적입니다.
