인간공학, 감성공학
인간공학은 2차대전 전후로 해서 실험심리학의 한 분야로 출발하였는데, 주로 인간의 신체 생리적인 특성의 측정 및 정신물리학적 측정을 활용해서 적용하는 분야이다.
감성공학은 일본을 중심으로 하여 생겨난 그리 역사가 오래되지 않은 분야이다. 인간의 정서, 감성을 정량화한다든지 정성적·질적으로 측정하고 분석해서 제품이나 환경설계에 응용하여 보다 편리하고, 안락하고, 안전하고, 인간 삶을 쾌적화하는 소프트웨어, 하드웨어 인공물을 만드는 영역이라고 할 수 있겠다.
인간공학은 사용자의 사용편리성과 조작 행동상의 실수를 최소화하여 인간과 기계 연결시스템의 효율성의 최적화를 목표로 한다. 감성공학은 앞에서 얘기한대로 인간의 정서 특성에 맞게끔 제품을 과학적으로 디자인해서 실현하는 분야라고 볼 수 있겠다.
인간공학이라든지 감성공학이 적용되어 타자기, 컴퓨터 키보드, 마우스, 모니터, 휴대전화 등이 인간공학적으로 디자인되고, 신체적 피로도 등을 줄이는 방면으로 연구되어 있다. 가전제품과 리모컨에 대해서도 인간공학적인 감성공학적인 측면이 적용된다는 점을 보여주고 있다. 사용자 편리성 중심으로.
그런데 과거의 인간공학이나 감성공학에는 한계가 있는데, 과거의 인간공학은 감각과 운동의 정확성, 그리고 이에 근거한 사용성, 편리성에 초점을 두었고 감성공학은 쾌적함, 불쾌함 등의 표면적 특성 중심으로, 단순 심리요소 중심으로 추진되었다고 볼 수 있겠다.
그러나 이런 표면적인, 신체적인 특성보다도 더 상위수준의 지능 관련 환경, 말하자면 상위 수준의 인지적 처리나 그것과 관련한 인공물 시스템과 관련해 기존에 있는 인간공학이 적절히 대치하거나 대처할 수 없다고 볼 수 있다. 그래서 다른 측면이 생겨나는데 그것이 앞서 설명한 인지공학과 인간-컴퓨터 상호작용 영역이다.
로보틱스
인지과학과는 탐구 주제가 중복됨에도 기존의 인지과학 연구와는 상당히 독립적으로 진행되어 오던 로보틱스 연구가 1990년대 말부터 인지과학과 연결이 밀접하여지기 시작하였다.
로봇의 몸통 움직임 제어 중심으로 연구되어 오던 과거의 로보틱스가 감각, 지각, 학습, 발달, 언어, 추론, 사회적 인지 및 학습, 정서 등의 고차 기계적 인지기능에 관심을 끌게 되면서 인지과학과의 연결은 필연적이 되었다. 그
에 따라, 인지 로보틱스, 발달 로보틱스 등의 분야가 생겨나고 인지 로봇(cog bot), 사회 로봇, 정서 로봇 등의 개념이 생겨났다. 인지과학에서 연구된 원리를 응용하여 보다 지능적인 로봇을 제작하는 과제가 로보틱스와 인지과학의 응용적 연결고리로 떠오른 것이다.
(물론 과거의 로봇 연구주제였던, 몸통 움직임의 제어는 그 상당 부분이 감각-운동협응이라는 지각심리의 한 하위 영역 주제이었던 것이고 이 주제는 로봇 연구와는 별도로 지각심리학자, 신경 생물심리학자들에 의하여 순수 이론적 탐구 측면에서 연구됐었다.)
로보틱스 연구에 인지과학이 중요할 뿐만 아니라 그 역으로 인지과학에 로보틱스 연구가 중요하기도 하다.
후자의 이유는 앞으로 로보틱스 연구가 인지과학 이론의 검증마당을 제공한다는 측면이라고 할 수 있다. 과거에 인지과학 형성 초기에는 인공지능학이 마음의 정보처리적 과정에 대한 인지심리학적 모델과 이론이 과연 타당한가를 검증하는 마당(test-bed)으로서의 기능을 담당했다.
그러나 1980년대 후반 이후에 이 검증마당의 역할의 상당 부분을 인지신경과학(뇌과학)에 내주게 되었다. 그런데 21세기를 들어서며 상황이 조금씩 변화하는 것 같다.
그동안 인공지능, 인지신경과학이 차지하던 마음의 인지적, 신경적 과정의 검증마당의 위치를 로보틱스가 점차 조금씩 차지하기 시작하고 있다.
앞으로는 인지심리학이론, 더 나아가서는 인지신경적 이론의 타당성을 검증하고 새로운 모델과 이론을 도출하는 검증마당의 역할을 인공지능이 점차 로보틱스 연구에 상당히 내어줄 것으로 생각된다(물론 둘을 구분하여 경계짓기가 상당히 어렵지만).
로보틱스가 단순히 인지과학 이론의 응용에 국한되지 않고, 역으로 인지과학 이론을 도출하고 검증하는 마당의 역할이 증대함에 따라, 또한 인간과 로봇의 인터페이스의 가능성이 높아짐에 따라, 로보틱스가 인지과학에서 차지할 위치가 점차 증대되리라 본다.
학습과 교육
교실 장면에서의 학생이나 일상생활의 일반인 및 특정 업종에서의 종사자가 어떻게 하면 효율적으로 지식과 기술을 학습하고, 또한 다른 상황에서 일반화하여 적용하는가(인지학습: cognitive learning), 또 이렇게 되기 위하여 어떻게 가르쳐야 하는가(인지교수법: cognitive instruction) 하는 문제들이 인지과학의 응용적 연구의 대상이 된다. 주로 네 가지 부면이 강조되어 연구가 이루어진다.
능동적이고 전략적인 인지 과정으로서의 학습(정보처리 전략 습득 중심의 학습)의 중요성, 영역 특수적인 문제 해결 기술 및 전문지식 습득의 중요성, 자신의 학습 과정 및 인지 과정을 관찰하고 통제 및 조절하는 상위인지(超인지; metacognitive) 과정의 중요성,학습이란 개인 내부에서 일어나는 현상이라기보다는 환경 및 사회-문화와의 상호작용 때문에 이루어지며 언어와 동이 중요한 사회 문화적 과정이라는 측면의 중요성. 부면들을 고려하여 효율적 인지학습 전략, 교수 전략, 역동적 학습환경 디자인의 문제들이 연구되고 실용적 응용이 이루어지고 있고 그 일환으로 AutoTutor systems54)와 같은 지능적 인지학습시스템 개발 등이 이루어지고 있다.