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문제 정의
- 본 연구에서는 실생활 응용서비스 시나리오로서 스키장 응급구조대원의 역할과 임무를 지원하기 위한 재킷형 인텔리전트 의류의 개발을 목표로 하였다. 이를 위해 본 연구에서는 물리적 인터페이스로서의 착용성과 사용성을 고려한 사용자 중심의 인텔리전트 의류를 다각적이며 실증적인 방법으로 연구하고 그 결과로서 구동 가능한 디자인 모형을 실물로 제시할 것을 모색하였다.
- 본 연구의 '패트롤 재킷은 스키장 순찰대원의 업무를 지원하도록 실제로 작동하는 인텔리전트 의류의 한 유형으로 개발된 것이다. 이를 위해, 모든 컴퓨팅 장치 및 기기들이 의복 내에 내장되도록 하는 계획을 수립하였으며 그림 2와 같은 내용으로 기기 구성이 계획되었다.
제안 방법
- )은 Gemperle,F 등의 'Aura' 프로젝트를 통해 컴퓨팅 기기의 물리적 특성과 착용자와의 상호작용을 중심으로 동작 시 착용감 향상을 위한 13가지 항목의 디자인 지침을 제시하였다[6]. 그 주요 내용은 컴퓨팅 기기가 부착되기에 적합한 위치(placement), 착용 위치의 신체적 특징에 따른 형태(form language), 신체동작 (hum an movement), 착용자의 공간인식(human perception of intimate space), 사이즈의 다양성 (size variation), 기기 의 부착/고정방식(attachment) 등 착용자의 신체인지에 관련된 6가지 지침과 사용 편의성에 관한 7가지 지침이었다. 특히 동적인 착용감 (dynamic착용성)에 관한 연구는 신체적 특성에 관한 6가지 지침에 대한 분석을 바탕으로 연구되었으며, 이에 따른 연구결과로서 신체부착형 기기 디자인의 모형을 제시하였다.
- 동적인 착용감을 위해서 첫째로 고려되어야 할 사항은 컴퓨팅 기기의 적합한 부착 위치(placement)로서, 이는 착용자의 신체 동작을 방해하지 않으면서 비교적 넓은 체표면적을 갖는 목의 칼라 부분, 상완 뒷부분, 대퇴부, 정강이, 발등, 흉곽, 전완, 허리에서 엉덩이에 이르는 부분 등 8개 부위를 제시하여 이를 인텔리전트 의류의 컴퓨팅 기기 설계시에 고려할 것을 제시하였다(그림 1). 또한, 부착될 컴퓨팅 기기의 형태(form language)는 착용될 신체의 형태를 고려하여 인체공학적인 곡면 형태로 디자인되어야 하며, 컴퓨팅 기기는 착용자의 신체동작(human move- ment)에 의해 착용자의 활동성을 방해하지 않도록 디자인할 것을 제시하였다.
- 디자인 컨셉은 일상적인 남성용 스포티 캐쥬얼 재킷(sporty casual jacket)으로 선정되었으며, 스키장 슬로프에서 근무하는 패트롤들이 응급환자 발생 시적 절한 조치를 수행하는 데 전문적인 도움을 줄 수 있도록 제작되었다.
- 그러므로 내부에 단순히 부착하기 에는 착용자가 느끼는 중량감과 직물 의 견뢰도 유지 측면에서 문제가 있다. 따라서 본체의 하중 분산을 위하여 착용성을 고려하여 면 소재의 벨트로 사이즈 조절과 적절한 고정이 가능하도록 처리하였다 (그림 5). 또한, 카메라는 장갑 형태로 착용자의 손등 부위에 장착하도록 하여 촬영 등을 수행하는 데 무리가 없도록 하였으며 고탄성 스폰지로 기기를 감싸는 보조 패드를 제작하여 착용감을 향상시키는 동시에 기기보호 측면도 고려하였다(그림 6).
- 컴퓨터와 각종 기기간을 연결하는 각종 와이어들은 의복에 사용할 수 있는 목적으로 제작된 것이 아니므로 의복에 사용되기에 적합하도록 와이어의 두께 부분 및 모양을 의복에 적합하도록 변형할 필요가 있었다. 따라서 와이어의 피복을 일부분 제거하여 굵기가 얇아지도록 하여 유연성을 높여 의복의 착용감에 방해가 되지 않도록 고려하였다.
- 또한, 부착될 컴퓨팅 기기의 형태(form language)는 착용될 신체의 형태를 고려하여 인체공학적인 곡면 형태로 디자인되어야 하며, 컴퓨팅 기기는 착용자의 신체동작(human move- ment)에 의해 착용자의 활동성을 방해하지 않도록 디자인할 것을 제시하였다. 또 신체의 확장된 개념으로서, 착용자가 자신의 신체의 일부로 인식하는 공간인 'aura'의 범위를 넘지 않는 위치와 형태로 디자인해야 하며, 착용자의 신체적 사이즈의 다양성을 고려할 것과 착용자에게 편안함을 줄 수 있도록 인체를 감싸는 형태의 디자인으로 컴퓨팅 기기의 부착방식을 디자인해야 함을 제안하였다.
- 내부는 두 겹으로 구성되어있으며 이중 인체 접촉면은 전자파 차단 소재를 사용하여 전자파로부터의 안전성을 고려하였다. 또한 기기의 보호와 착용감 향상을 위하여 본체와 카메라, DAC부위에 사용한 보조패드에는 비교적 변형이 적고 탄성이 좋은 고탄성 스폰지를 사용하였다.
- 음성 입출력은 스테레오 및 3D 사운드까지 지원되며 모노 마이크(Mono MIC)로 사운드 입력이 가능하다. 또한, 두 개의 USB 포트가 장착되어 카메라 및 무선랜과 같은 기기들을 이용할 수 있으며 PS/2 포트를 사용하여 웨어러블용 하프 키보드[9] 및 트랙 볼 마우스를 장착할 수 있게 설계되었다.
- 따라서 본체의 하중 분산을 위하여 착용성을 고려하여 면 소재의 벨트로 사이즈 조절과 적절한 고정이 가능하도록 처리하였다 (그림 5). 또한, 카메라는 장갑 형태로 착용자의 손등 부위에 장착하도록 하여 촬영 등을 수행하는 데 무리가 없도록 하였으며 고탄성 스폰지로 기기를 감싸는 보조 패드를 제작하여 착용감을 향상시키는 동시에 기기보호 측면도 고려하였다(그림 6).
- 메인보드 부분에는 Cyrix C Ⅲ 800 M Hz CPU가 탑재된 상용화된 산업용 소형 컴퓨터로 세부 부품을 일부 교체하여 성능을 향상시키고 의복의 용도에 맞게 재구성하여 만들었다.
- 본 연구를 통해 개발된 인텔리전트 의류는 실물로 제작된 모델로서 디자인과정에서 반복적인 착의를 통한 기기의 위치나 의복에의 부착 방법에 대한 실증적인 평가 및 수정을 거쳐 인지적 특성에 고려한 사용성에 대한 부분과 신체적 특성과 동작 범위, 외부의 환경에 따른 상세한 사용성 평가는 아직 진행되지 않았다. 그러므로 본 연구의 개발된 패트롤 재킷에 대한 사용성, 착용성에 대한 측정도구를 개발하고 이를 통한 평가와 분석을 실시하고 그 결과를 통하여 본 모형을 최적화할 필요가 있다.
- 본 연구에서는 실증적인 과정을 통해 물리적 인터페이스 및 의류로서의 가치를 고려한 칼라코드 기술기반의 패트롤 재킷형 인텔리전트 의류를 디자인하고 실물로 구현하였다. 본 재킷은 내외부 분리형으로써 컴퓨팅 기기와 외부, 내부로 구성되어 있으며 겨울철 스키장에서 슬로프 감시와 응급상황 발생 시 패트롤의 안전사고 대처 능력을 향상시킬 수 있는 스키장 순찰대원 업무 지원용 애플리케이션을 위한 소프트웨어 인터페이스를 기반으로 한 것이며, 연세대학교 컴퓨터 과학과 한 탁돈 교수 연구실과 본 연구자들의 협업을 통하여 이를 지원하는 소프트웨어가 탑재되도록 고안되었다.
- 실물로 구현하였다. 본 재킷은 내외부 분리형으로써 컴퓨팅 기기와 외부, 내부로 구성되어 있으며 겨울철 스키장에서 슬로프 감시와 응급상황 발생 시 패트롤의 안전사고 대처 능력을 향상시킬 수 있는 스키장 순찰대원 업무 지원용 애플리케이션을 위한 소프트웨어 인터페이스를 기반으로 한 것이며, 연세대학교 컴퓨터 과학과 한 탁돈 교수 연구실과 본 연구자들의 협업을 통하여 이를 지원하는 소프트웨어가 탑재되도록 고안되었다. 이상과 같이 본 연구에서 개발된 '패트롤 재킷' 디자인 모형은 기존의 하드웨어 중심의 웨어러블 컴퓨터를 의류에 접목시키기 위한 초기 모형으로서, 앞으로는 이를 토대로 하여 보다 인간 친화적인 인텔리전트 의류의 개발이 가능해 질 것으로 기대된다.
- 선정하였다. 이러한 디자인 방향 설정에 따라서 하나의 내피로 여러 종류의 외부와 호환되면서 탈부착이 가능하도록 설계함으로서 패션성을 만족시키면서도 방수 등의 다양한 의복으로서의 기능을 수행할 수 있는 디자인으로 선정, 개발하였다. 이러한 결과를 종합하여 선정된 외부의 디자인은 그림 3과 같다.
- 칼라코드는 칼라를 이용한 범용 이미지 코드로 카메라로 인덱스 코드를 인식하여 데이터로 연결하도록 설계된 새로운 개념의 인식 기술로 저해상도의 카메라를 사용하여도 정보를 읽어 들일 수 있도록 고안된 이미지 센서의 일종이다[3]. 이러한 이미지 센서 인식 기술을 기반으로 한 스키장 순찰대의 구조업무 보조용 재킷인 '패트롤 재킷(Patrol jacket)'의 디자인 모형을 개발하였다. 즉, 기초자료분석을 통한 어플리케이션과 디자인 필요 요소를 분석하고 실물 모델을 제작하고 이를 평가, 분석하여 문제점을 발견하고 이를 해결하는 과정을 반복하여 새로운 모델을 완성하게 되었다(그림 1).
- 이를 위해 본 연구에서는 물리적 인터페이스로서의 착용성과 사용성을 고려한 사용자 중심의 인텔리전트 의류를 다각적이며 실증적인 방법으로 연구하고 그 결과로서 구동 가능한 디자인 모형을 실물로 제시할 것을 모색하였다.
- 유형으로 개발된 것이다. 이를 위해, 모든 컴퓨팅 장치 및 기기들이 의복 내에 내장되도록 하는 계획을 수립하였으며 그림 2와 같은 내용으로 기기 구성이 계획되었다. 정우덕의 관련 선행연구[14]의 개발 결과를 참조하여 기기 구성을 계획한 결과, 본 연구의 인텔리전트 의류는 그림 2와 같이 산업용으로 개발된 소형 메인보드 부분[10], HMD 부분, DAC 부분, 배터리 부분 등 4가지로 구성되었으며 이는 종래의 데스크탑 또는 랩탑형 컴퓨터의 경우와는 다른 구성이다.
- 컴퓨팅 기기를 연결하는 와이어의 경로는 동적 착용성과 의복의 외관에 영향을 주지 않아야 한다는 두 가지 연구 문제를 고려하였다. 그 결과 몸통 부위와 소매 부위를 지나는 와이어의 경로는 인체 동작 시 가장 체표면 변화가 적은 부위를 지나도록 하였다 (그림 4).
대상 데이터
- 본 연구에서는 그림 1과 같은 과정을 거쳐 실생활서비스를 위한 전자이미지 태그 기술 중 칼라코드를 선정하였다. 칼라코드는 칼라를 이용한 범용 이미지 코드로 카메라로 인덱스 코드를 인식하여 데이터로 연결하도록 설계된 새로운 개념의 인식 기술로 저해상도의 카메라를 사용하여도 정보를 읽어 들일 수 있도록 고안된 이미지 센서의 일종이다[3].
- 본체는 사이즈가 193×163×29mm이고 총 무게는 1.2kg으로 크기와 무게 면에서 볼 때 인체에 착용하기에는 아직까지 상당히 무겁게 느껴진다고 사료되었다. 그러므로 내부에 단순히 부착하기 에는 착용자가 느끼는 중량감과 직물 의 견뢰도 유지 측면에서 문제가 있다.
- 시스템의 물리적 크기는 193×163×29mm로 A4지의 약 절반 크기이며 총 중량은 약 1.2kg이다.
- 영상이 입력된다. 해상도 및 컬러는 상용화된 HMD 제품 HU의 해상도를 고려하여 640x480픽셀에 256 컬러로 설정하였다. 음성 입출력은 스테레오 및 3D 사운드까지 지원되며 모노 마이크(Mono MIC)로 사운드 입력이 가능하다.
이론/모형
- 외부의 디자인은 박희주(2001) 등의 연구[2]에서 도출된 결과에 기초하여, 패션성을 만족시키며 소비자의 현재 패션 스타일에 변화를 주지 않는 일상적 디자인으로 선정하였다. 이러한 디자인 방향 설정에 따라서 하나의 내피로 여러 종류의 외부와 호환되면서 탈부착이 가능하도록 설계함으로서 패션성을 만족시키면서도 방수 등의 다양한 의복으로서의 기능을 수행할 수 있는 디자인으로 선정, 개발하였다.
- 컴퓨팅 기기의 부착 위치는 Gemperle 등[6]의 연구에서 제시한 '착용성 향상을 위한 인텔리전트 의류 디자인 지침'과 의복 공학 이론[4]을 적용하여 선정 및 설계되었다. 즉, 선행연구 및 관련 이론에서 신체 동작을 방해하지 않으면서 비교적 넓은 체표면적을 갖는 부위로서 컴퓨팅 기기의 적합한 부착 위치라고 제시된 앞몸통의 양 측면, 뒤 허리둘레부위, 전완부위에 대다수의 기기들을 내장 및 부착하였다 (그림 4).
성능/효과
- 제시하였다(그림 1). 또한, 부착될 컴퓨팅 기기의 형태(form language)는 착용될 신체의 형태를 고려하여 인체공학적인 곡면 형태로 디자인되어야 하며, 컴퓨팅 기기는 착용자의 신체동작(human move- ment)에 의해 착용자의 활동성을 방해하지 않도록 디자인할 것을 제시하였다. 또 신체의 확장된 개념으로서, 착용자가 자신의 신체의 일부로 인식하는 공간인 'aura'의 범위를 넘지 않는 위치와 형태로 디자인해야 하며, 착용자의 신체적 사이즈의 다양성을 고려할 것과 착용자에게 편안함을 줄 수 있도록 인체를 감싸는 형태의 디자인으로 컴퓨팅 기기의 부착방식을 디자인해야 함을 제안하였다.
- 이러한 이미지 센서 인식 기술을 기반으로 한 스키장 순찰대의 구조업무 보조용 재킷인 '패트롤 재킷(Patrol jacket)'의 디자인 모형을 개발하였다. 즉, 기초자료분석을 통한 어플리케이션과 디자인 필요 요소를 분석하고 실물 모델을 제작하고 이를 평가, 분석하여 문제점을 발견하고 이를 해결하는 과정을 반복하여 새로운 모델을 완성하게 되었다(그림 1).
- 하드디스크 드라이브의 용량은 40GB이며 512MB SDRAM과 40GB HDD가 본 메인보드에서 안정적으로 작동되는지 여부를 48시간과부하 시험을 실시한 결과 이상 없이 작동되는 것을 확인하였다. 시스템의 물리적 크기는 193×163×29mm로 A4지의 약 절반 크기이며 총 중량은 약 1.
후속연구
- 않았다. 그러므로 본 연구의 개발된 패트롤 재킷에 대한 사용성, 착용성에 대한 측정도구를 개발하고 이를 통한 평가와 분석을 실시하고 그 결과를 통하여 본 모형을 최적화할 필요가 있다.
- 또한, 본 모형 개발에 사용된 기기들은 인텔리전트 의류용으로 개발된 것이 아니라 기존의 기기들 중 비교적 사이즈가 적은 기기들을 선별하고 개조하여 사용한 것이므로 그 크기나 형태에 있어서 착용감을 향상시키는 데에는 근본적인 한계를 가지고 있었다. 앞으로 기술 발달과 함께 인텔리전트 의류에 대한 소비자의 요구가 늘어나면서 점차 각종 부착기기 등의 소형화, 경량화, 집적화가 이루어질 것으로 생각되며 이를 기초로 각종 용도와 계절에 적합한 디자인 모형을 위한 연구로, 인텔리전트 의류의 연구개발 범위를 넓혀야 할 것이다.
- 앞으로 기술 발달과 함께 인텔리전트 의류에 대한 소비자의 요구가 늘어나면서 점차 각종 부착기기 등의 소형화, 경량화, 집적화가 이루어질 것으로 생각되며 이를 기초로 각종 용도와 계절에 적합한 디자인 모형을 위한 연구로, 인텔리전트 의류의 연구개발 범위를 넓혀야 할 것이다.
- 본 재킷은 내외부 분리형으로써 컴퓨팅 기기와 외부, 내부로 구성되어 있으며 겨울철 스키장에서 슬로프 감시와 응급상황 발생 시 패트롤의 안전사고 대처 능력을 향상시킬 수 있는 스키장 순찰대원 업무 지원용 애플리케이션을 위한 소프트웨어 인터페이스를 기반으로 한 것이며, 연세대학교 컴퓨터 과학과 한 탁돈 교수 연구실과 본 연구자들의 협업을 통하여 이를 지원하는 소프트웨어가 탑재되도록 고안되었다. 이상과 같이 본 연구에서 개발된 '패트롤 재킷' 디자인 모형은 기존의 하드웨어 중심의 웨어러블 컴퓨터를 의류에 접목시키기 위한 초기 모형으로서, 앞으로는 이를 토대로 하여 보다 인간 친화적인 인텔리전트 의류의 개발이 가능해 질 것으로 기대된다.
- 이와 같이 다양한 소비자의 요구를 파악하고 그에 부합하는 애플리케이션이 개발되는 추세는 상용화 단계로 진입하면서 더욱 세분화, 전문화될 것으로 전망된다.
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