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[YTN 사이언스] 아이들 학업 능력… 조명으로 향상 가능?

[YTN 사이언스] 아이들 학업 능력… 조명으로 향상 가능?

[앵커]
최근 국내 연구진이 조명의 상관색온도가 인지 능력에 미치는 영향에 대해 밝혀냈습니다. 조명의 색온도가 학업 능력에 영향을 미친다는 건데요.

자세한 내용 전문가와 함께 알아보겠습니다. 카이스트 산업 디자인 학과 석현정 교수 연결되어 있습니다.

조명의 상관색온도가 인지 능력에 영향을 주는 연구를 진행하셨다고 하던데요. 먼저 상관색온도가 무엇이며, 어떤 연구였습니까?

[인터뷰]
우리가 알고 있듯이 백열등 전구의 필라멘트나 태양과 같이 표면이 굉장히 뜨거우면 스스로 빛을 내기 시작하는데요, 그 뜨거운 정도에 따라서 좀 불그스름하거나 푸르스름할 수도 있어요.

그래서 거꾸로 표면의 색을 통해서 표면 온도를 유추할 수가 있습니다. 이것을 "색온도"라고 합니다. 아주 멀리 떨어진 별의 표면 온도를 가늠할 때도 색온도의 개념을 적용하는데요.

우리가 일상에서 사용하는 조명의 색온도는 대략 3000 ~ 7000K의 범위입니다. 여기서 켈빈이라는 범위는 섭씨 기준으로 보면 3273도, 7273도에 대응되기 때문에 대략 섭씨 기준으로도 보시면 됩니다.

그런데 조명 색온도는 정확히 말하자면, 질문하신 것처럼 "상관색온도"인데요, 어떤 광원의 색을 지칭할 때, 색온도의 개념을 빌어서 표현하는 방식입니다. 형광등이나 LED와 같이 인공적으로 만든 광원 광원의 경우 화학적 배합을 어떻게 하는가에 따라 불그스름하거나 푸르스름한 빛을 내도록 할 수가 있겠지요.

실제로 형광등이나 LED의 표면 온도가 그만큼 뜨거워서 발현되는 빛의 색은 아니고요, 만약 스스로 빛을 내는 광원일 경우, 이 정도 색을 내려면 표면 온도가 얼마나 높아야 한다는 개념에서 만들어진 광학 용어이지요. 일반적으로 조명의 색을 지칭하는 목적으로는 간단히 "색온도"라고 사용됩니다.

지금은 거의 사용하지 않는 "백열등"의 경우는 색온도가 2800K 정도인데, 실제 필라멘트 표면의 온도가 2800K예요. 즉 백열등은 상관색온도가 아니라 진짜 색온도의 개념이 적용될 수 있겠지요.

그럼 제 연구팀이 진행한 연구와 어떤 연관이 있는지 말씀드려보자면, 교실에 설치한 LED 조명의 상관색온도를 변화시켰을 때, 수업 내용에 따라 최적화된, 즉 가장 알맞은 상관색온도를 탐색한 내용입니다.

[앵커]
아이들의 학업 성취도가 조명에 영향을 받는다고요. 구체적으로 어떻게 영향을 주나요?

[인터뷰]
교실에서는 다양한 내용과 형태의 학습이 진행되지 않습니까? 친구들의 얼굴을 보면서 자유롭게 의견을 주고받는 수업도 있겠고, 책이나 공책을 보면서 주어진 시간 동안 집중해야 할 때도 있겠지요.

정말 단순하게, 우리가 태양광에 수백만 년 동안 적응해왔다는 사실만 기억하시면 될 것 같은데요, 환한 대낮에 열심히 사냥다니고 채집을 했을 테고, 노을 지는 저녁녘에는 오붓하게 둘러앉아 휴식을 취했을 겁니다. 그 연관성을 가설로 실제 교육 현장에서 실험하고 관찰해본 것인데, 운이 좋게도 좋은 결과가 있었습니다.

구체적으로 말씀드리자면, 사칙연산에 집중할 때는 약간 푸른 기운이 느껴지는 높은 색온도의 흰색 조명 아래에서 성적 향상이 가장 두드러지게 나타났고요, 반면에 친구들과 토의하는 수업에 적합한 조명으로는 노을빛과 같은 낮은 색온도의 흰색 조명을 학생들이 가장 선호했습니다.

[앵커]
영향이 어느 정도 있다고 말씀하셨는데 구체적인 수치로 표현이 가능할까요?

[인터뷰]
성적향상 같은 경우에는 저희가 대조군으로 형광등 아래에서 지속해서 사칙연산을 아침마다 수업한 대조군의 경우에도 반복수업을 해서 성적은 당연히 향상되었지만, 그 경우에는 한 달 동안 지속한 결과 8% 정도 향상된 것에 비해 저희가 형광등을 LED조명으로 교체를 하고 집중에 적합한 높은 색온도의 LED로 조명을 재현한 교실에서는 한 달 후에 15% 정도 향상되는 큰 차이를 저희가 관찰했습니다.

[앵커]
그렇다면 학업에 안 좋은 영향을 미치는 조명은 어떤 건가요?

[인터뷰]
먼저, 적당히 밝아야겠지요. 조도 측면에 관한 얘기고요. 그리고 다양한 색을 제대로 구현해낼 수 있어야 하겠습니다. 조명 용어로는 연색성 측면인데요. 여기서 "제대로"라는 기준은 항상 태양광 조건과 비교해서 보면 됩니다. 그리고 저희 연구팀에서 찾아낸 바와 반대로 하시면 즉, 편안하게 대화하면서 교감을 해야 하는 수업 시간에, 긴장감을 유도하는 색온도가 높은 조명이 적용된다면 학생들이 불편하게 느끼겠지요.

[앵커]
성인을 대상으로도 연구를 진행하신 걸로 알고 있는데요. 어떤 연구였습니까?

[인터뷰]
저희 연구팀에서는 LED 조명이 대중화되기 시작했던 2010년 즈음부터 다양한 연구를 진행해왔는데요, 편의상 모두 성인들이 참여한 연구들이었습니다. 예를 들어, 음식이 맛있어 보이는 조명, 교제 중인 상대가 더욱 매력적으로 보이는 조명, 주거 환경에 최적화된 조명 등 이런 연구들이 생각나네요. 빛은 우리 일상의 모든 경험을 더욱 가치 있게 만들어줄 수 있음을 확인할 수 있는 연구였습니다.

[앵커]
이번 연구의 기대효과는 무엇입니까?

[인터뷰]
연구 결과에 대해서 미국의 허핑턴 포스트지와 서면 인터뷰를 할 기회가 있었습니다. 질문 중에서 "가장 놀라운 점"을 저에게 물어봤어요, 그런데 저는 조명 기술과 연구의 발전이 교육 현장에 전혀 반영되지 않고 있는 그 격차를 먼저 "가장 놀라운 점"으로 대답한 바 있는데요, 조명 연구가 얼마나 중요한지를 많은 사람이 공감할 수 있는 기대도 있지만, 우리 아이들이 오랜 시간 생활하는 공간에 대한 배려 또한 기대하고 있습니다.

[앵커]
일반 가정이나 생활 속에서 방(집안)을 꾸밀 때 팁이 될 수 있는 조명 고르는 방법 있다면 소개해주세요.

[인터뷰]
LED 조명이 많이 보급되면서 국내시장 기준으로는 3500K 정도에 해당하는 전구색, 6500K 정도에 해당하는 주광색 중에 선택하는 것이 일반화되고 있습니다. 그리고 점차 그 중간 정도에 해당하는 5000K에 해당하는 주백색이라는 광원도 점차 시장을 넓혀가고 있어요.

실내 공간 중에 휴식이 강조되는 부분은 아무래도 전구색에 해당하는 낮은 색온도가 좋겠고요, 심리학적 용어로 말씀드리자면 각성, 즉 긴장감이 유도되어야 할 공간에는 높은 색온도인 주광색이 적절하겠지요. 저도 최근에 샤워실에 주광색을 설치했는데, 아침잠이 확 날아가는 효과를 확인하고 있습니다.

마지막으로 장시간 다양한 일상을 보내는 곳에서는 4000~5000K 정도의 주백색이 좋겠다고 생각합니다. 물론, 개인의 선호 또한 무시할 수 없겠지요.

[앵커]
앞으로의 계획이 궁금합니다.

[인터뷰]
다양한 일상에 적절한 조명의 밝기나 색에 대한 자료는 지속해서 연구팀이 조사하겠지만, 그렇게 찾은 조명을 어떻게 사용자가 제어할지에 대한 고민을 하고 있어요. 예를 들어 교실에 설치된 조명 기기가 시간표를 알고 있어서 수학, 국어, 도덕 시간에 맞추어 조명기기가 저절로 색온도나 조도가 바뀔지, 아니면 선생님이 매번 스위치를 눌러서 조명을 바꾸게 할 것인지 등등, 또한 긴장감을 유도하는 높은 색온도의 조명은 집중이 필요한 짧은 시간 동안만 필요한 것이고 장시간 사용하면 안 좋을 텐데 어떻게 개인이나 기기가 적절히 최적화된 상태로 컨트롤 하는 부분을 고민하고 있어요. 사용자가 일상에서 편하고 쉽게 조명을 제어할 수 있는 경험 디자인이 보태질 때 비로소 연구가 완성된다고 생각합니다.

[앵커]
지금까지 카이스트 산업디자인학과 석현정 교수 함께 이야기 나눴습니다. 오늘 말씀 감사합니다.
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