천지인 방식 대체 키보드를 사용한 뇌성마비 아동의 문자입력 속도 및...

특수교육재활과학연구

Journal of Special Education & Rehabilitation Science

Vol. 50, No. 2, pp. 63~82, 2011.

천지인 방식 대체 키보드를 사용한 뇌성마비 아동의

문자입력 속도 및 정확도 비교

정 동 훈*

< 요 약 >

본 연구는 표준형 키보드를 사용하는 뇌성마비 아동 13명과 미사용 뇌성마비 아동 11명을

대상으로 자체 제작한 천지인 방식 대체 키보드의 문자입력 속도와 정확도를 알아보았고, 3주

동안의 대체 키보드 사용훈련 후 표준형 키보드와 비교하여 입력효율성과 학습용이성이 어떠

한지도 알아보았다. 연구 결과, 개발한 천지인 방식 대체 키보드는 뇌성마비 아동이 일정 기간

사용훈련을 거치면 문자입력 속도 및 정확도가 크게 향상되고, 표준형 키보드와 비교해도 입력

효율성이 뒤지지 않음을 알 수 있었다. 또한 표준형 키보드 사용자와 미사용자의 대체 키보드

사용훈련 전후 문자입력 속도 및 정확도 향상 정도가 유사하여 학습용이성 측면에서도 초보자

와 기존 사용자 모두에게 사용 적합한 것으로 나타났다.

핵심어 : 뇌성마비, 대체 키보드, 문자입력 속도, 정확도

* 나사렛대학교 재활공학과 부교수(제1저자 : [email protected])

Department of Rehabilitation Technology, Korea Nazarene University

특수교육재활과학연구(제50권 제2호)64

Ⅰ. 서 론

1. 연구의 필요성

직장과 일상생활에서 컴퓨터 사용이 증가하고 정보 수집과 커뮤니케이션에서의 중요한

역할 때문에 인간-컴퓨터 상호작용(Human-Computer Interaction; HCI)은 온전한 사회

참여를 위해 필수적이다(Feys et al., 2001). 최근 연구에서 채택된 HCI의 개념은 인간

요소(전반적인 조작에 있어서 만족도와 편안함의 수준)와 시스템 요소(운동시간과 정확도)

의 견지에서 장애인을 위한 컴퓨터 접근으로 정의되고 있다(Man & Wong, 2007). 컴퓨

터 접근은 사용자 인터페이스를 말하고, 인간과 컴퓨터와의 접점 또는 사용자와 컴퓨터의

입출력을 위한 채널이라 할 수 있다. 가장 보편적인 컴퓨터 입력방법은 키보드나 마우스를

사용하여 접근하는 것으로, 개조된 이들 장치는 개인의 필요와 요구에 맞게 제공되면 좀

더 능률적이고 효과적인 컴퓨터 조작이 가능해진다(Brodwin et al., 2004).

장애인들의 정보통신기기 사용상의 애로점은 바로 입출력부분의 부적합성에 있다. 즉 장

애인의 부족한 조작기능을 보완하거나 대체할 수 있는 입출력기능이 갖춰져 있지 않은 점

이 정보통신기기 사용의 가장 큰 걸림돌이다. 지체장애인은 키보드나 키패드, 마우스 같은

입력기기의 조작에 지장을 받는다(이재혁, 2000). 컴퓨터 사용을 통해 장애아동의 다양한

기능적 기술 습득을 향상시킬 수 있지만, 뇌성마비 아동에서 볼 수 있는 운동장애는 키보

드와 같은 전통적 접근 방법의 사용에 영향을 미치게 된다(Durfee & Billingsley, 1999).

대부분의 뇌성마비 학생들이 언어장애와 함께 얼굴, 손, 목, 다리 등의 마비나 불수의 운동

으로 키보드나 마우스 사용이 원활하지 못함으로써 컴퓨터나 웹 정보에 대한 접근이 어렵

다. 그 결과 지식정보화사회에서 필수적인 수단이 되어버린 컴퓨터나 인터넷을 활용하지

못해서 지적 자원의 확보와 경제적 기회 등 불이익을 받는 정보격차 현상이 나타나고 있다

(최재하, 윤양택, 2004). 실제로 많은 특수학교 및 재활 현장에서 컴퓨터가 있는데도 불구

하고 접근성 문제 때문에 그 활용도를 높이지 못하고 있는 현실이다(이근민, 김인서,

2004). 따라서 물리적 장애로 인해 일반 키보드를 사용하기 어려운 장애인들을 대상으로

좀 더 편리하게 컴퓨터와 인터페이스 하기 위한 여러 가지 기술들이 선진국을 위주로 개발

되고 있다(김남희 등, 2006).

국내에서도 표준형 QWERTY 키보드를 대신하는 대체 키보드의 연구 개발이 이루어져

왔다. 관련 연구는 크게 두 가지 분야로 구분할 수 있는데, 첫째는 영어의 입력체계에 적합

한 키보드를 한글 입력에 유리한 형태로 변화시킨 키보드 개발이며, 둘째는 장애인을 위한

특수입력 기능이 있는 대체 키보드 개발이 그것이다. 그러나 대부분 설계, 구상 단계에 머물

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러 있고 제품화하여 실질 사용까지는 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 간단한 시제품을

개발하더라도 사용성 평가와 함께 이에 대한 적응 훈련이 필요하고 대량생산 및 상품화를

위한 제반 비용이 커서 사용인구가 좀처럼 늘지 않고 있다. 고등영과 전병운(2007)도 지

체장애학생을 위한 특수입력 장치를 개발하였지만 임상 실험을 통한 충분한 효과에 대한

검증을 실시하지 못하였고, 실제 안정적으로 사용이 가능한 시제품으로 개발된 이후 다양

한 장애인 집단과 특정 장애 부위를 지닌 집단을 대상으로 접근성이나 사용성 등에 대한

사용자 모니터 과정과 효율성 검증이 필요하다고 강조한 바 있다.

컴퓨터 보조공학에서 입력은 필수적으로 요구되고 컴퓨터 자료입력 평가에서 가장 중요

한 변수는 시간이다(Tanimoto et al., 2005). 따라서 대표적인 입력장치인 키보드는 충분

히 빠른 속도와 낮은 에러율로 문자를 입력할 수 있어야 한다(이우훈, 손민정, 2006). 또

한 모든 보조공학 테크놀로지가 각 개인의 적응과정이 필요(Brodwin et al., 2004)한 것

처럼 대체 키보드도 일정기간의 훈련이 요구되고 이를 통해 좀 더 기능적인 사용이 가능해

진다. Galvin과 Scherer(1996)는 테크놀로지 사용 포기에 관한 많은 연구를 검토한 결과,

대부분 사용을 시작한지 3개월 이내에 사용을 포기하는 것으로 보고하였다. 이는 사용법에

대한 훈련 부족, 장치 사용에 대한 소비자의 동기 부족, 장치의 비효율적 기능 등이 대표적

인 이유였다(Goodman et al., 2002). 컴퓨터를 사용하는 많은 장애인이 대체 키보드의 사용

을 시도하지만 여러 가지 이유로 중도에 포기하고, 결국 마지못해 범용적인 표준형 QWERTY

키보드를 사용하는 경우가 많다. 이에 본 연구자는 지체장애인이 컴퓨터에 좀 더 쉽게 접근

하고 입력장치를 사용할 수 있도록 천지인 방식의 대체 키보드를 설계하였고, 시제품으로

제작한 대체 키보드의 사용훈련 전후 문자입력 속도와 정확도를 비교해 보고, 표준형 키보

드와 비교하여 입력효율성 및 학습용이성이 어떠한지 알아보고자 사용성 평가를 실시하였다.

2. 연구 가설

연구 목적을 달성하기 위해 설정한 가설은 다음과 같다.

첫째, 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 전후 문자입력 속도는 차이가 없다.

둘째, 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 전후 문자입력 정확도는 차이가 없다.

셋째, 표준형 키보드를 사용하는 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 후 표준형 키보

드와 대체 키보드의 문자입력 속도는 차이가 없다.

넷째, 표준형 키보드를 사용하는 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 후 표준형 키보

드와 대체 키보드의 문자입력 정확도는 차이가 없다.

다섯째, 표준형 키보드를 사용하는 뇌성마비 아동과 미사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드

사용훈련 전후 문자입력 속도의 향상 정도는 차이가 없다.


여섯째, 표준형 키보드를 사용하는 뇌성마비 아동과 미사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드

사용훈련 전후 문자입력 정확도의 향상 정도는 차이가 없다.

3. 연구의 한계

본 연구는 다음의 제한성으로 인해 연구 결과의 해석에 주의를 요한다.

첫째, 실험 대상자가 24명으로 적어 연구 결과를 전체 뇌성마비 아동에게 일반화 시킬

수 없다.

둘째, 3주간의 대체 키보드 사용훈련 기간은 예비실험 등을 통해 조작적으로 설정되었으

므로 훈련기간에 따른 입력효율성과 학습용이성을 예측할 수 없다.

Ⅱ. 연구 방법

1. 연구 대상

본 연구는 2010년 10월 4일부터 2011년 4월 2일까지 서울, 경기 및 충청 지역의 특수

학교와 장애인복지관에 다니는 뇌성마비 아동을 대상으로 실시하였다. 아동의 부모에게 본

연구의 취지를 설명하고 동의를 받았고, 실험에 참가한 뇌성마비 아동은 표준형 QWERTY

키보드를 사용하는 아동 13명과 사용하지 않는 아동 11명이며 공통적인 선정조건은 다음

과 같다.

첫째, 키보드 사용과 훈련 과정을 이해하고 수행할 수 있는 뇌성마비 아동

둘째, 다른 보조도구 없이 양손 또는 한손으로 키보드 입력이 가능하며, 상지의 근긴장도

는 Ashworth Scale 상 등급 Ⅱ 이하인 아동

셋째, 뇌성마비 아동의 손 기능에 대한 분류 체계인 Manual Ability Classification System

(MACS) 상 사물조작능력이 등급 Ⅰ ~ Ⅲ인 아동

그리고 표준형 키보드를 사용하는 뇌성마비 아동은 1년 이상 키보드를 통한 컴퓨터 사용

경험이 있는 아동으로 하였다.


2. 연구 대상자의 일반적 특성

실험에 참가한 연구 대상자 24명 중 표준형 키보드 사용 아동은 남아가 8명, 여아가 5

명이었고, 키보드를 사용하지 않는 아동은 남아가 5명, 여아가 6명이었다. 전체 대상자의

평균 연령은 13.0 ± 2.6세이고, 키보드 사용경력은 2 ~ 3년이 7명으로 가장 많았고 1 ~ 2년

4명, 3년 이상이 2명이었다. 경직의 정도는 Ashworth Scale Ⅰ단계가 11명, Ⅱ단계는 13

명이었다. 사물조작능력은 MACS Ⅰ단계 9명, Ⅱ단계 10명, Ⅲ단계 5명이었다 <표 2-1>.

<표 2-1> 연구 대상자의 특성

구 분 표준형 사용 아동 미사용 아동 계

성별남 8 5 13

여 5 6 11

연령 12.8 ± 2.6 13.2 ± 2.7 13.0 ± 2.6

키보드 사용경력

1 ~ 2년 4 4

2 ~ 3년 7 7

3년 이상 2 2

Ashworth ScaleⅠ 단계 7 4 11

Ⅱ 단계 6 7 13

MACS

Ⅰ 단계 5 4 9

Ⅱ 단계 5 5 10

Ⅲ 단계 3 2 5

3. 실험방법

본 연구를 위해 먼저 뇌성마비 아동과 같은 지체장애인의 운동 특성과 키보드 사용 패턴

을 분석하여 접근이 용이하고 효율적 입력이 가능한 대체키보드를 설계, 제작하였다. 또한

뇌성마비 대학생 1인을 대상으로 시제품의 작동평가를 완료하였다. 본 실험을 위한 절차는

연구 조건에 적합한 대상자의 선정, 실험 참가에 대한 동의서 작성, 실험 및 사용훈련 과정

에 대한 설명, 기본적 인체계측 데이터의 수집, 각 인체계측에 적합한 키보드 워크스테이션


에 대한 안내, 표준형 키보드와 대체 키보드를 이용한 사전 워밍업 및 문자입력 속도와 정

확도에 대한 초기 측정값 확보, 3주간의 대체 키보드 사용훈련, 훈련 종료 1주일 후 최종

문자입력 속도와 정확도 측정의 순으로 이루어졌다.

1) 실험에 사용된 대체 키보드

본 연구에서는 키보드를 통한 한글 입력상의 문제점과 지체장애인의 키보드 사용상의 문

제, 키보드 입력과 관련된 접근성 고려 요소 등을 참고하여 다음과 같은 특징의 대체 키보

드를 제작하였다(정동훈, 2009).

(1) 대체 키보드의 레이아웃과 키의 크기

현재 일반적으로 많이 사용하는 QWERTY 키보드는 양손용으로 좌우 너비가 길고 100개

이상의 키로 구성되었으며, 각 키의 크기는 1.3 × 1.3cm가 주를 이루고 있다. 불수의 운동

이 있는 뇌병변장애인, 경직형 뇌성마비장애인, 소뇌 손상으로 의도진전(intention tremor)

이 있는 장애인, 손관절의 구축, 기형 등 정형외과적 문제가 있는 장애인과 시지각 능력 및

운동 협응 능력이 떨어지는 노인 등은 보조도구를 이용하지 않고서는 기존의 키보드 사용

이 불가능하거나 입력효율이 극히 저조하였다. 본 연구의 대체 키보드는 전체 크기를 28.5

× 22.5cm로 A4 크기와 비슷한 정도로 축소하면서도 전체키의 개수를 82개로 줄임으로써

주로 사용하는 문자입력 키의 크기를 2.2 × 2.0cm로 약 2.6배 이상 확대시켰다. 따라서 문

자입력 시 요구되는 관절운동범위 및 방향변화가 줄어 피로도를 낮추고 개별 키를 누르기

가 훨씬 수월해져 입력의 효율성과 정확도를 증진시킬 수 있으리라 생각된다. 또한 각 키

사이의 공간도 기존의 키보드보다 크게 하여 의도하지 않게 인접키를 누르는 오류를 최소

화하기에 노력하였다. 자주 사용하는 Space bar와 Enter 키는 자판 하단에 기존의 크기와

유사하게 배치하여 사용에 어려움이 없도록 하였고, 자주 사용하지 않는 우측의 숫자판을

제거함으로써 전체의 가로 길이를 축소할 수 있었다<그림 2-1>.

(2) 한글입력 위주의 키 배열과 천지인 방식의 모음 입력

QWERTY 키보드는 영어권 사용자에게 맞추어진 자판 배열로 한글 자모의 총합과 맞지

않아 Shift key를 빈번하게 눌러야 하고, 이로 인한 입력 오류와 속도의 저하로 효율성이

감소한다. 특히 지체장애인은 동시에 두 개의 키를 누르는 작업이 더욱 어렵고, 마우스 스

틱이나 헤드 마스터 등 손을 이용하지 않고 신체의 다른 부위로 키보드 입력을 하는 경우

에는 별도의 과정을 거쳐야만 입력을 할 수 있기 때문에 입력효율성이 극히 떨어진다.


<그림 2-1> 대체 키보드의 레이아웃과 키의 크기

본 연구에서 개발한 대체 키보드는 이화진 등(2003)의 자모음 빈도 분석 연구를 참고하

여 사용빈도가 높은 것은 가운데에 배치하고 빈도가 낮은 것은 바깥쪽에 배치하였다. 이를

통해 키 누름 시 손이나 마우스 스틱 등의 이동거리를 최소화함으로써 지체장애인이 좀 더

작은 관절운동범위로 작업이 가능해져 편하게 입력하고 피로를 줄일 수 있도록 하였다.

QWERTY 키보드는 자음과 모음이 모두 따로 떨어져 배열되어 있고 모음의 수가 12개

로 구성되었다. 본 대체 키보드는 천지인 방식의 모음 입력 설계를 기본으로 12개 키를 4

개로 줄일 수 있었고, 자판 중앙에 배치하여 입력이 용이하도록 하였다<그림 2-2>. 천지

인 입력 방식은 드보락(Dvorak) 키보드와 같은 전혀 색다른 배열로 인한 사용자의 거부감

을 최소화하고 한글 위주의 입력방식을 제공하기 위해 채택하였다. 이는 국내 휴대폰 시장

점유율이 가장 높은 회사의 문자 입력방식으로 키보드에 있는 ㅗ, ㅓ, ㅏ, l, ㅛ, ㅕ, ㅒ, ㅖ 등과 같은 모음의 입력을 l, ㆍ, ㅡ의 3개 키로 입력이 가능하다. 본 연구에서 개발한 대체

키보드는 천지인에 ‘ㆍㆍ’ 키를 추가하여 복모음을 한 번에 타이핑할 수 있도록 하였다. 이

는 천지인 방식을 씀으로써 키를 누르는 횟수가 늘어나는 것을 최소화하기 위함이다.


<그림 2-2> 천지인 방식의 모음과 빈도수에 따른 효율적인 자음 배치

(3) 쌍자음의 독자적 입력

QWERTY 키보드는 쌍자음 ㄲ, ㄸ, ㅃ, ㅆ, ㅉ을 타이핑하려면 Shift key와 동시에 눌러

야 입력이 가능하다. 물론 소프트웨어를 이용하여 고정키로 사용할 수 있지만, 빠른 입력이

라는 효율적인 측면에서 많은 불편함이 있다. 본 대체 키보드는 쌍자음을 Shift key와 동

시에 누르지 않아도 일반 자판과 같이 단독으로 입력이 가능하다. <그림 2-3>과 같이 쌍

자음이 키보드 상단에 위치해 있다. ㅆ이 따로 떨어져 있지만 Shift key 키를 동시에 누르지

않아도 입력이 가능하다.

<그림 2-3> 쌍자음의 독자적 입력이 가능한 설계


(4) ‘On-Off’ 방식의 기능키 활용과 반복입력 방지 프로그램

QWERTY 키보드는 기능키와 특수키를 사용하기 위해서 Tab, Csps Lock, Shift, Ctrl,

Alt 키를 동시에 눌러야 하고, 소프트웨어를 사용할 때는 키 3개를 동시에 눌러 원하는 문

자를 입력해야 하는 경우도 있다. 본 대체 키보드는 On-Off 기능을 두어 Tab, Csps

Lock, Shift, Ctrl, Alt 키와 함께 여러 가지 기능키 및 특수문자 입력을 어려움 없이 효율

적으로 할 수 있도록 하였다. <그림 2-4>와 같이 좌측 중앙에 Tab, Csps Lock, Shift,

Ctrl, Alt 키를 On-Off 기능으로 사용할 수 있도록 설계하여 일반 키보드의 push on-off

기능이 Caps Lock, Number Lock 등 2개 밖에 되지 않는 것을 확장함으로써 동시에 2개

키를 눌러야 하는 불편함을 줄일 수 있도록 하였다. 또한 On-Off 기능키 좌측에 LED를

설치하여 시각적 피드백을 통해 작동여부를 확인할 수 있도록 하였다.

지체장애인과 뇌병변장애인은 불수의 운동과 경직, 느린 운동반응으로 비장애인보다 키

를 누르기 위한 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 자판에서 빨리 손을 뗄 수 없는 경우 원하

지 않는 반복입력이 이루어지기도 한다. 본 대체 키보드는 커서의 이동속도를 조절할 수

있도록 프로그래밍 되어 같은 문자의 반복입력을 예방할 수 있다. 또한 기존의 키보드와

호환이 가능하여 별도의 드라이버 설치를 요구하지 않는다. 제작한 대체 키보드의 시제품

은 <그림 2-5>와 같다.

<그림 2-4> On-Off 방식의 기능키와 LED를 통한 시각적 피드백 제공


<그림 2-5> 개발한 대체키보드 시제품

2) 대체 키보드의 사용훈련

대체 키보드의 사용훈련은 3주 동안 주 4회, 30분/회 실시하였다. 문자입력 자료는 대상

자들이 직접 선택하도록 하였고, 인체계측을 토대로 제안한 키보드 워크스테이션을 구축하

여 실시하도록 하였다. 훈련의 통제는 치료사 또는 교사에게 의뢰하였고, 훈련시간과 장소,

작업량 등에 대한 정보를 보고하도록 하였다. 부득이한 사정으로 5일 이상 사용훈련이 이

루어지지 못한 경우는 평가에서 배제하였다. 그리고 표준형 키보드를 사용하는 뇌성마비

아동은 대체 키보드 사용훈련 기간 중 표준형 키보드의 사용을 제한하지는 않았다.

3) 문자입력 속도 및 정확도 측정

문자입력 속도와 정확도를 알아보기 위해 ‘한글과 컴퓨터’에서 제작한 ‘한컴타자연습’ 프

로그램을 사용하였고, 사용훈련 전 초기 측정값을 구하였다. 기존 키보드 사용 습관에 혼란

을 초래할 수 있으므로 표준형 키보드 사용자는 QWERTY 키보드를 통한 문자입력 속도와

정확도를 먼저 측정하였다. 초기 대체 키보드를 사용한 문자입력 측정은 사용 방법을 자세

히 설명하고 학습할 수 있는 시간을 주기 위해 약 20분 정도의 타이핑 연습을 한 후 실시

하였다. 그리고 3주간의 사용훈련을 실시하고서 학습효과를 배제하기 위해 1주일간의 미사

용 기간이 지난 후 최종 측정값을 구하였다. 초기와 최종 측정값은 각각의 키보드에서 3회

실시한 문자입력 속도와 정확도를 평균하여 비교하였다. 정확도를 알기 위해 문자입력 과

정에서 Del키나 Back space키를 사용하여 수정하지 못하도록 하였다.

4. 분석방법

측정된 자료의 정규분포 여부를 알아보기 위해 정규분포에 대한 적합도 검정인 Kolmogorov

-Smirnov 검정을 실시하여 정규분포 함을 확인하였다. 이에 따라 연구 대상 뇌성마비 아동


의 대체 키보드 사용훈련 전후, 문자입력 속도 및 정확도의 차이를 비교하기 위해 대응표

본 t-검정을 실시하였고, 표준형 키보드를 사용하는 뇌성마비 아동의 대체키보드 사용훈련

후, 표준형 키보드와 대체 키보드의 문자입력 속도 및 정확도의 차이를 비교하기 위해 대

응표본 t-검정을 실시하였으며, 표준형 키보드를 사용하는 뇌성마비 아동과 미사용 뇌성마

비 아동의 대체 키보드 사용훈련 전후, 문자입력 속도 및 정확도의 향상 정도를 비교하기

위해서는 독립 t-검정을 실시하였다. 통계학적 유의성을 검증하기 위한 유의수준 는 .05

로 하였고, 자료의 통계처리는 SPSS for Windows 12.0을 사용하였다.

Ⅲ. 연구 결과

1. 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 전후 문자입력 속도 비교

뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 전 대체 키보드를 통한 문자입력 속도는 평균

41.9 ± 19.7타/분이었고, 3주간의 사용훈련 후 대체 키보드를 통한 문자입력 속도는 평균

87.1 ± 25.2타/분으로 크게 향상되었으며, 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<.05) <표

3-1>.

<표 3-1> 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 전후 문자입력 속도 비교 (N=24)

사용훈련 문자입력 속도(타/분) t

전 41.9 ± 19.7

-13.7*

후 87.1 ± 25.2

*p < .05

2. 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 전후 문자입력 정확도 비교

뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 전 대체 키보드를 통한 문자입력 정확도는 평균

83.1 ± 7.8%이었고, 3주간의 사용훈련 후 대체 키보드를 통한 문자입력 정확도는 평균

88.2 ± 5.5%로 향상되었으며, 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<.05) <표 3-2>.


<표 3-2> 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 전후 문자입력 정확도 비교 (N=24)

사용훈련 문자입력 정확도(%) t

전 83.1 ± 7.8

-2.7*

후 88.2 ± 5.5

*p < .05

3. 표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 후 표준형 키보드와 대체

키보드의 문자입력 속도 비교

표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동의 표준형 키보드를 통한 문자입력 속도는 평균 87.2

± 28.5타/분이었고, 3주간의 대체 키보드 사용훈련 후 대체 키보드를 통한 문자입력 속도

는 평균 82.4 ± 23.9타/분이었으며, 통계적으로 유의한 차이가 없었다<표 3-3>.

<표 3-3> 표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 후 표준형 키보드와

대체 키보드의 문자입력 속도 비교

(N=13)

구분 문자입력 속도(타/분) t

표준형 키보드 87.2 ± 28.5

1.02

대체 키보드 82.4 ± 23.9

4. 표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 후 표준형 키보드와 대체

키보드의 문자입력 정확도 비교

표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동의 표준형 키보드를 통한 문자입력 정확도는 평균

82.7 ± 6.5%이었고, 3주간의 대체 키보드 사용훈련 후 대체 키보드를 통한 문자입력 정확

도는 평균 87.8 ± 5.3%이었으며, 통계적으로 유의한 차이가 없었다<표 3-4>.


<표 3-4> 표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 후 표준형 키보드와

대체 키보드의 문자입력 정확도 비교

(N=13)

구분 문자입력 정확도(%) t

표준형 키보드 82.7 ± 6.5

-1.98

대체 키보드 87.8 ± 5.3

5. 표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동과 미사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련

전후 문자입력 속도의 향상 정도 비교

표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 전후 대체 키보드를 통한 문

자입력 속도는 평균 45.5 ± 18.4타/분 향상되었고, 미사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드

사용훈련 전후 대체 키보드를 통한 문자입력 속도는 평균 44.8 ± 14.2타/분 향상되었으며,

두 집단 간의 향상 정도는 통계적으로 유의한 차이가 없었다<표 3-5>.

<표 3-5> 표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동과 미사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용

훈련 전후 문자입력 속도의 향상 정도 비교

구분 문자입력 속도 향상(타/분) t

표준형 키보드 사용 아동(N=13) 45.5 ± 18.4

.10

미사용 아동(N=11) 44.8 ± 14.2

6. 표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동과 미사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련

전후 문자입력 정확도의 향상 정도 비교

표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 전후 대체 키보드를 통한 문

자입력 정확도는 평균 6.8 ± 9.4% 향상되었고, 미사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용


훈련 전후 대체 키보드를 통한 문자입력 정확도는 평균 3.1 ± 8.8% 향상되었으며, 두 집단

간의 향상 정도는 통계적으로 유의한 차이가 없었다<표 3-6>.

<표 3-6> 표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동과 미사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용

훈련 전후 문자입력 정확도의 향상 정도 비교

구분 문자입력 정확도 향상(%) t

표준형 키보드 사용 아동(N=13) 6.8 ± 9.4

.98

미사용 아동(N=11) 3.1 ± 8.8

Ⅳ. 고 찰

뇌성마비 아동은 신체 기능 장애로 필기구를 이용한 글쓰기가 어렵고 쓰기 활동의 제한

으로 쓰기 표현력이 낮게 평가되기도 한다(김종인, 박경옥, 2008). 최근 이러한 문제 해결

에 컴퓨터 보조공학이 큰 역할을 하고 있다. 컴퓨터 보조공학에서 입력은 필수적으로 요구

되며, 대표적인 입력장치로 마우스와 함께 키보드가 널리 사용되고 있다. 그러나 뇌성마비

와 같은 뇌손상 장애의 경우, 정도의 차이는 있겠지만 경직과 불수의 운동으로 키보드의

작은 키를 선별하여 누를 수 있는 미세운동 조절이 어렵고, 상지의 떨림으로 원하는 키를

누르기도 힘들다. 이들을 위한 대체 키보드의 개발이 이루어지고 있지만 아이디어 구상 단

계에 그치거나 실제 제작되어 사용성 평가가 이루어지는 경우는 드물다. 또한 같은 뇌성마비

아동일지라도 뇌손상 부위와 정도에 따라 운동장애의 증상이 조금씩 다르기 때문에 이들 모

두에게 부합하는 컴퓨터 입력장치의 설계가 실제로 존재할 수 없기도 하다(정동훈, 2009).

본 연구자는 지체장애인의 운동 특성과 한글 입력의 특수성을 고려한 새로운 대체 키보

드를 제작하였고, 특정 장애유형의 대체 키보드 사용성 평가를 위해 뇌성마비 아동을 대상

으로 문자입력 속도와 정확도를 평가하였다. 표본 집단의 균일화를 위해 Ashworth Scale

로 경직의 정도와 MACS로 사물조작능력이 비교적 비슷한 집단을 선정하였다. 경직의 측

정도구로 수정 Ashworth Scale이 있지만 Ashworth Scale이 신뢰도가 더 높고(한태륜,

방문석, 2008), MACS는 일상생활에서 얼마나 양 손을 조화롭게 사용하는 지를 분류하는

도구로 평가의 객관성과 정확성이 증명되었다(Carnahan, Arner & Hagglund, 2007).


또한 컴퓨터 자료입력 평가에서 가장 중요한 변수는 시간으로 빠른 속도와 정확성이 요구

(Tanimoto et al., 2005; 이우훈, 손민정, 2006)되므로 Lau와 O’Leary(1993)가 사지마

비 장애인을 대상으로 타이핑 보조도구의 입력속도와 정확도를 비교한 것처럼 본 연구에서

도 속도와 정확도를 변수로 보았다.

실험 결과, 연구 대상 뇌성마비 아동 24명의 대체 키보드 사용훈련 전 문자입력 속도는

41.9 ± 19.7타/분에서 3주간의 사용훈련 후에는 87.1 ± 25.2타/분으로 크게 향상되었고,

통계적으로도 유의한 차이를 확인하였다. 또한 정확도에서도 사용훈련 전 83.1 ± 7.8%에서

사용훈련 후 88.2 ± 5.5%로 소폭 향상되었고, 통계적으로도 유의한 차이가 있었다. 이는

보조공학의 적응 과정을 강조한 Brodwin 등(2004)의 연구를 뒷받침 한다. 그러나 주목할

점은 3주간의 사용훈련을 실시하기 전, 초기 20분 정도의 사용설명과 연습 후 시행한 초기

정확도가 83%로 매우 높다는 사실이다. 물론 익숙하지 않은 대체 키보드에 좀 더 신중하

게 자료입력 작업을 수행했기 때문이며, 그로 인해 속도는 낮게 나타났지만 기대 이상의

성과라 할 수 있다.

연구자는 많은 뇌성마비 아동이 대체 키보드 사용을 포기하고 표준형 QWERTY 키보드

를 어쩔 수 없이 사용하는 상황에서, 표준형 키보드와 개발한 대체 키보드의 문자입력 속

도와 정확도의 차이가 궁금하였다. 실험 결과, 표준형 키보드의 문자입력 속도는 87.2 ±28.5타/분이었고, 3주간의 대체 키보드 사용 후 대체 키보드의 문자입력 속도는 82.4 ±23.9타/분으로 나타나 표준형 키보드의 입력속도가 약간 빠르지만 통계적 유의성은 없었다.

또한 표준형 키보드의 정확도는 82.7 ± 6.5%이었고, 대체 키보드는 87.8±5.3%로 약간 높

게 나타났지만 역시 통계적 유의성은 없었다. 결국 3주 이상의 적정 기간 사용훈련이 이루

어진다면 대체 키보드의 입력속도와 정확도가 표준형 키보드에 비해 저조하지 않으므로 사

용을 고려해도 좋다고 볼 수 있다.

드보락 키보드는 미국 ANSI(American National Standards Institute)에 등록된 또 다

른 키보드 표준으로 수행도 측면에서 QWERTY 키보드보다 우수하지만, QWERTY 키보드

와 비교해 전혀 색다른 키 배열을 가지고 있어서 사용자들이 거부감을 나타낸다(최철 외,

2000). 따라서 연구자가 개발한 대체 키보드는 한글 입력에 편리하고 거부감이 없도록 천

지인 방식을 채택하였고, 기존 QWERTY 키보드 사용자와 미사용자의 대체 키보드 수행력

향상 정도를 통해 학습용이성을 비교해 보고자 하였다. 실험 결과, 표준형 키보드 사용 뇌

성마비 아동은 대체 키보드 사용훈련 전후 문자입력 속도의 향상이 45.5 ± 18.4타/분이었

고, 미사용 뇌성마비 아동은 44.8 ± 14.2타/분으로 거의 유사하였으며, 통계적으로도 유의

한 차이가 없었다. 정확도는 표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동이 6.8 ± 9.4%, 미사용 뇌

성마비 아동은 3.1 ± 8.8% 향상되어 표준형 키보드 사용 집단에서 좀 더 높게 나타났지만

통계적으로 유의한 차이는 없었다. 그러나 평균보다 표준편차가 커서 두 집단의 평균 비교


자체는 의미가 없다고 할 수 있다. 이러한 결과는 두 집단 모두 대체 키보드 사용훈련 전

정확도가 대부분 상당히 높았고 표본의 수가 작았기 때문이다. 결국 표준형 키보드에 익숙

한 사용자나 그렇지 않은 대상자 모두 대체 키보드 사용훈련 후 문자입력 속도가 크게 향

상되었고 두 집단 사이의 통계적 유의성이 없으므로 본 대체 키보드는 기존 표준형 키보드

사용자와 미사용자 모두에게 학습용이성이 좋은 키보드라 할 수 있다.

Ⅴ. 결 론

본 연구는 표준형 키보드를 사용하는 뇌성마비 아동 13명과 미사용 뇌성마비 아동 11명

을 대상으로 자체 제작한 천지인 방식 대체 키보드의 문자입력 속도와 정확도를 알아보았

고, 3주 동안의 대체 키보드 사용훈련 후 표준형 키보드와 비교하여 입력효율성과 학습용

이성이 어떠한지도 알아보았다. 문자입력 속도 및 정확도는 ‘한글과 컴퓨터’에서 제작한 ‘한컴타자연습’ 프로그램을 사용하였고, 연구 결과는 다음과 같다.

첫째, 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 전후 문자입력 속도는 통계적으로 유의한

차이가 있었다(p<.05).

둘째, 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 전후 문자입력 정확도는 통계적으로 유의

한 차이가 있었다(p<.05).

셋째, 표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 후 표준형 키보드와

대체 키보드의 문자입력 속도는 통계적으로 유의한 차이가 없었다.

넷째, 표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용훈련 후 표준형 키보드와

대체 키보드의 문자입력 정확도는 통계적으로 유의한 차이가 없었다.

다섯째, 표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동과 미사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용

훈련 전후 문자입력 속도의 향상 정도는 통계적으로 유의한 차이가 없었다.

여섯째, 표준형 키보드 사용 뇌성마비 아동과 미사용 뇌성마비 아동의 대체 키보드 사용

훈련 전후 문자입력 정확도의 향상 정도는 통계적으로 유의한 차이가 없었다.

이상과 같은 연구 결과로 볼 때, 자체 개발한 천지인 방식 대체 키보드는 뇌성마비 아동

이 일정 기간 사용훈련을 거치면 문자입력 속도 및 정확도가 크게 향상되고, 표준형 키보

드와 비교해도 입력효율성이 뒤지지 않음을 알 수 있다. 또한 표준형 키보드 사용자와 미

사용자의 문자입력 속도 및 정확도 향상 정도가 유사하여 학습용이성 측면에서도 초보자와

기존 사용자 모두에게 사용 적합한 것으로 생각된다.


참 고 문 헌

김남희, 이종찬, 김영철, 고등영 (2006). 장애인을 위한 LCD 터치스크린 방식의 키보드 설계 및 구현 방안.

한국콘텐츠학회 2006 춘계종합학술대회 논문집, 4(1), 427-430.

고등영, 전병운 (2007). 지체장애학생을 위한 지능형 입력 장치의 설계와 구현. 한국콘텐츠학회논문지, 7(4),

199-205.

김종인, 박경옥 (2008). 컴퓨터를 활용한 중증 뇌성마비 학생의 쓰기표현력 향상을 위한 과정중심 글쓰기

지도 사례연구. 특수교육 저널: 이론과 실천, 9(1), 459-481.

이근민, 김인서 (2004). 지체장애 아동을 위한 컴퓨터 교육실 구축 모델 및 대체접근을 통한 컴퓨터

접근성 향상에 관한 연구. 중복ㆍ지체부자유아교육, 43, 161-179.

이우훈, 손민정 (2006). 원키 키보드: 웨어러블 컴퓨터 환경에서 문자입력을 지원하는 초소형 QWERTY

키보드. 한국디자인학회 2006 학술발표대회 논문집, 82-83.

이재혁 (2000). 한글입력을 위한 구조형 가상키보드의 개발. 언어청각장애연구, 5(2), 252-263.

이화진, 박희경, 조유진, 권소영, 장병탁, 박승수 (2003). 유전 알고리즘을 이용한 장애인용 특수 자판의

최적화. 한국정보과학회 2003 봄 학술발표논문집, 30(1), 636-638.

정동훈 (2009). 지체장애인을 위한 천지인 입력방식의 대체키보드 설계 및 구현. 재활복지, 13(1), 259-277.

최재하, 윤양택 (2004). 시각장애인을 위한 무선 인터넷 사용자 인터페이스 설계 지침. 한국컴퓨터정보학회

논문집, 9(2), 131-138.

최 철, 박세진, 김철중, 김규식 (2000). 쿼르타이 키보드에 기초한 인간공학키보드 설계를 위한 오타율

분석. 대한인간공학회 2000 춘계학술대회, 142-145.

한태륜, 방문석 (2008). 재활의학. 서울: 군자출판사.

Brodwin, M. G., Cardoso, E., & Star, T. (2004). Computer assistive technology for people who have

disabilities: computer adaptation and modifications. Journal of Rehabilitation, 70(3), 28-33.

Carnahan, K. D., Arner, M., & Hagglund, G. (2007). Association between gross motor function

(GMFCS) and manual ability (MACS) in children with cerebral palsy: A population based study

of 359 children. Bone Mineral Content Musculoskeletal Disorders, 8(1), 50-56.

Durfee, J. L., & Billingsley, F. F. (1999). A comparision of two computer input devices for

uppercase letter matching. American Journal of Occupational Therapy, 53, 129-135.

Feys, P., Romberg, A., Ruutiainen, J., Davies-Smith, A., Jones, R., Avizzano, C. A., Bergamasco,

M., & Ketelater, P. (2001). Assistive technology to improve PC interaction for people with

intention tremor. Journal of Rehabilitation Research and Development, 38(2), 235-243.

Galvin, J. C., & Scherer, M. J. (1996). Evaluating, selecting, and using appropriate assistive technology.

Gaithersburg, MD: Aspen Publications, 3-4.

Goodman, G., Tiene, D., & Luft, P. (2002). Adoption of assistive technology for computer access among

college students with disabilities. Disability and Rehabilitation, 24, 80-92.


Lau, C., & O’Leary, S. (1993). Comparision of computer interface devices for persons with severe

physical disability. American Journal of Occupational Therapy, 47, 1022-1029.

Man, W. K., & Wong, M. S. (2007). Evaluation of computer-access solutions for students with

quadriplegic athetoid cerebral palsy. American Journal of Occupational Therapy, 61, 355-364.

Tanimoto, Y., Rokumyo, Y., Furusawa, K., Tokuhiro, A., Suzuki, Y., Takami, K., & Yamamoto, H.

(2005). Developmant of a computer input device for patients with tetraplegia. Computer

Standards & Interfaces, 28, 166-175.


<Abstract>

A Comparision of Text Entry Speed and Accuracy Using

the Alternative Keyboard Based on Chonjiin Input Method

in Children with Cerebral Palsy

Jeong, Dong Hoon

The purpose of this study was to evaluate text entry speed and accuracy using

the alternative keyboard based on Chonjiin input method. In addition, this study

was carried out to compare the alternative keyboard with standard keyboard on input

efficiency and learnability after 3 weeks training of alternative keyboard. The group

of subjects consisted of 13 children with cerebral palsy who used a standard

QWERTY keyboard and 11 children with cerebral palsy who didn’t use a standard

QWERTY keyboard. In this study applied the paired t-test and independent t-test

to determine the statistical significance of results at .05 level of significance.

The results of this study were as follows:

1. The text entry speed significantly increased in 24 children with cerebral

palsy after 3 weeks training of alternative keyboard(p<.05).

2. The text entry accuracy significantly increased in 24 children with cerebral

palsy after 3 weeks training of alternative keyboard(p<.05).

3. In 13 children with cerebral palsy who used a standard QWERTY keyboard,

there were not statistically significant difference between standard and alternative

keyboard in text entry speed after 3 weeks training of alternative keyboard.

4. In 13 children with cerebral palsy who used a standard QWERTY keyboard,

there were not statistically significant difference between standard and alternative

keyboard in text entry accuracy after 3 weeks training of alternative keyboard.


5. In using and non-using children with cerebral palsy of standard QWERTY

keyboard, there were not statistically significant difference in increasing rate of

text entry speed after 3 weeks training of alternative keyboard.

6. In using and non-using children with cerebral palsy of standard QWERTY

keyboard, there were not statistically significant difference in increasing rate of

text entry accuracy after 3 weeks training of alternative keyboard.

These result suggest that the alternative keyboard based on Chonjiin input

method is good for all children with cerebral palsy in efficiency and learnability of

text entry.

Key Wards : cerebral palsy, alternative keyboard, text entry speed and accuracy

논문접수 : 2011. 04. 12 / 수정본 접수 : 2011. 06. 09 / 게재 승인 : 2011. 06. 30

천지인 방식 대체 키보드를 사용한 뇌성마비 아동의 문자입력 속도 및...

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