Does virtual reality contribute to the prevention of musculoskeletal disorders at work: a systematic review

워크스테이션이 아직 구축되지 않았지만, 그곳을 사용할 사람들은 이미 위험에 처해 있는 공장 바닥을 상상해 보십시오. 근골격계 질환, 즉 노동자들을 괴롭히는 근육의 통증과 힘줄의 긴장은 도구를 하나 집어 들기도 전에 직무가 어떻게 설계되었느냐에서 비롯되는 경우가 많습니다. 수십 년 동안 엔지니어들은 물리적 모델을 제작하거나 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 이 문제를 해결하려 노력해 왔지만, 이러한 방법들은 때때로 인간적인 요소를 놓치곤 합니다. 그것들은 사람이 작업에 진정으로 몰입했을 때 어떻게 느끼고, 어떻게 움직이며, 어떻게 반응하는지를 포착하지 못합니다. 게임을 넘어 인체의 실험실이 된 기술인 가상 현실(VR)이 등장했습니다. 노동자를 미래의 직업에 대한 디지털 버전 속에 배치함으로써, 설계자들은 첫 번째 벽돌이 놓이기 전에 그들이 어떻게 움직이는지, 어디를 스트레칭하는지, 그리고 어디가 아픈지를 관찰할 수 있습니다. 목표는 단순하지만 심오합니다. 부상이 발생하기 전에 설계를 수정하는 것입니다.

한 연구팀은 이 첨단적인 접근 방식이 실제로 효과가 있는지 확인하기 위해 나섰습니다. 그들은 특정 주제에 관한 모든 관련 연구를 수집하고 분석하여 전체적인 그림을 찾아내는 방법인 체계적 문헌 고찰을 수행했습니다. 그들은 2016년에서 2025년 사이에 발표된 23개의 연구를 검토하며, 기업들이 근골격계 질환과 등 통증, 어깨 긴장 등을 예방하기 위해 가상 현실을 어떻게 사용하는지에 초점을 맞췄습니다. 연구진은 사용된 하드웨어, 이러한 디지털 세계를 구축한 소프트웨어, 그리고 가상 경험이 신뢰할 수 있을 만큼 정확한지 확인하는 데 사용된 방법들을 조사했습니다. 그들은 디지털 공간에서의 신체가 실제 공간에서의 신체와 동일하게 행동하는지, 그리고 가상 세계에서 위험을 측정하는 데 사용되는 도구들이 신뢰할 수 있는지를 알고 싶었습니다.

나타난 결과는 큰 가능성과 상당한 격차가 공존하는 모습이었습니다. 그들이 검토한 대부분의 연구는 자동차 부품이나 항공기 구성품을 조립하는 것과 같은 조립 작업에 주된 초점을 둔 공학 및 제조 분야에서 이루어졌습니다. 사용된 기술은 상당히 발전되어 있었습니다. 대다수의 연구는 게임용과 유사한 눈을 가리는 헤드셋과 신체의 움직임을 추적하는 모션 캡티브 시스템을 결합하여 의존했습니다. 이러한 시스템은 종-종 상호작적인 환경을 구축하는 데 흔히 사용되는 플랫폼인 Unity 3D와 같은 소프트웨어를 사용하여 디지털 작업 공간을 생성했습니다. 이 가상 공간에서 작업자들은 들어 올리기, 몸 비틀기, 또는 도구에 손 뻗기 등의 작업을 수행하며, 컴퓨터는 관절에 가해지는 스트레스를 계산하기 위해 그들의 모든 움직임을 기록했습니다.

그러나 검토 결과 우려스러운 패턴이 발견되었습니다. 대부분의 연구가 가상 세계가 실제 현실의 충실한 복사본이라는 것을 실제로 증명하지 못했다는 점입니다. 23개의 연구 중 15개는 가상 환경이 실제 세계에서 어떤 일이 일어날지와 일치하는지 확인하는 과정 없이, 단순히 위험한 자세를 찾아내는 데에만 사용되었습니다. 이는 마치 환자를 직접 보지도 않고 그림을 바탕으로 진단을 내리는 의사와 같았습니다. 이러한 연구들은 위험한 자세를 성공적으로 식별해 냈지만, 결정적인 단계인 검증(validation)이 부족했습니다. 오직 8개의 연구만이 기술을 테스트하는 단계까지 나아갔습니다. 이 중 6개는 가상 환경의 데이터를 실제 사람이나 디지털 인간 모델로부터 수집된 데이터와 비교했습니다. 이러한 비교 결과는 엇갈렸습니다. 어떤 경우에는 가상 환경이 잘 작동하여 실제 세계와 유사한 관절 각도와 움직임 패턴을 보여주었습니다. 그러나 다른 경우에는 눈에 띄는 차이가 있었습니다. 예를 들어, 한 연구에서는 헤드셋이 주변 시야를 제한하여 자연스럽게 머리를 돌리는 것보다 더 많이 돌리게 함으로써, 사람들이 실제보다 가상 세계에서 위험한 자세로 더 많은 시간을 보낸다는 것을 발견했습니다. 또 다른 연구는 손에 실제 물체의 무게가 없다 보니, 사용자들이 무거운 부품을 들고 있을 때와는 다른 자세로 팔을 유지한다는 점을 언급했습니다.

연구진은 또한 사용자들이 장비를 착용하는 동안 어떻게 느꼈는지도 살펴보았습니다. 그들은 사용자들이 가상 세계에서 '존재감(presence)'을 느꼈다는 것을 발견했는데, 이는 시뮬레이션이 작동하는 데 필수적인 요소입니다. 하지만 일부 사용자들은 뇌가 눈과 몸으로부터 상충되는 신호를 받을 때 발생하는 '사이버 멀미(cybersickness)'라고 불리는 정신적 노력의 증가나 불편함을 보고했습니다. 이는 기술이 강력하긴 하지만 아직 완벽하지는 않다는 것을 시사합니다. 가상과 실제 결과를 비교한 연구들은 가상 환경이 실제보다 위험을 과대평가하거나 과소평가할 수 있다는 점을 발견했습니다. 예를 들어, 가상 환경에 무거운 물체의 저항감이 포함되지 않았다면 사용자는 실제 상황에서 느낄 법한 긴장을 느끼지 못해 잘못된 안전감을 가질 수 있습니다. 반대로, 그래픽이 형편없거나 움직임이 끊기면 사용자는 필요 이상으로 더 힘들게 느껴져 실제보다 직무가 더 어렵게 보일 수도 있습니다.

이러한 한계에도 불구하고, 연구들은 가상 현실이 워크스테이션 설계를 개선하는 데 유용한 도구가 될 수 있음을 보여주었습니다. 가상 현실 피드백을 바탕으로 워크스테이션을 재설계하고 이를 재평가한 몇몇 사례에서 근골격계 질환의 위험 점수가 낮아졌습니다. 이는 기술이 문제를 식별하고 개선을 유도하는 데 도움을 줄 수 있음을 시사합니다. 그럼에도 불구하고 연구진은 이러한 결과가 아직 최종적인 해결책은 아니라고 경고했습니다. 연구들은 참여자가 소수에 불과한 경우가 많았고, 개선 사항이 실제인지 아니면 단지 우연인지 입증하기 위한 강력한 통계적 방법을 거의 사용하지 않았습니다. 위험을 측정하는 방법 또한 연구마다 매우 다양하여 결과를 직접 비교하기 어려웠습니다. 어떤 연구는 자세를 점수화하는 데 한 가지 방법을 사용했고, 다른 연구는 다른 방식을 사용했으며, 어떤 연구는 표준화된 점수 산출법을 전혀 사용하지 않기도 했습니다.

저자들은 가상 현실이 더 안전한 작업장을 설계하는 방법으로서 주목받고 있지만, 이 분야가 성숙해질 필요가 있다고 결론지었습니다. 현재의 접근 방식은 너무 실험적이며, 방법론이 지나치게 다양하고 디지털 시뮬레이션이 실제 세계와 일치한다는 증거가 부족합니다. 부상을 진정으로 예방하기 위해, 연구진은 향-후 연구들이 표준화된 방법과 엄격한 테스트를 채택해야 한다고 주장합니다. 그들은 가상 환경이 도구의 무게부터 공기의 저항에 이르기까지 실제처럼 느껴지고 작동하도록 보장해야 합니다. 또한, 기술이 실제 업무를 수행할 사람들에게 어떻게 작용하는지 확인하기 위해 건강한 자원봉사자뿐만 아니라 더 다양한 그룹의 노동자들을 포함해야 합니다. 이러한 단계들이 이루어지기 전까지, 가상 현실은 안전한 미래를 보여주는 예고편일 뿐 아직은 강력하지만 입증되지 않은 조력자로 남아 있습니다. 앞으로 나아가는 길은 기술적 정밀함과 인간에 대한 이해를 결합하여, 우리를 보호하기 위해 만드는 디지털 도구가 우리가 시뮬레이션하고자 하는 실제 세상만큼이나 실제적이고 신뢰할 수 있도록 만드는 데 있습니다.