본 연구는 옴니휠을 이용한 1인승 탑승 로봇개발을 통해 장애인 및 비장애인 탑승자의 거동특성과 안정성을 고려한 사용자의 불편요소와 개선방안을 파악하여 총 6명의 사용성 평가를 실시하였다. 본 연구 결과를 보면 다음과 같다. 첫째, 대구대학교 신애5호관 기숙사에서 실험대상자들에게 옴니휠을 이용한 1인승 로봇을 사용하여 불편요소를 파악하는데 있는 승하차의 경우 비장애인이 만족도 4점보다 장애인이 만족도 1.6점으로 가장 큰 불편함을 느꼈다. 이는 휠체어 높이보다 제품의 시트높이가 10cm 더 높아 이동하기 어려웠던 것으로 분석된다. 둘째, 1인승 로봇의 주행와 안전을 위해 장착된 시트, 등받이, 암레스트, 풋레스트, 안전벨트 등 장애인과 비장애인 모다 3점 평균이하의 각각 2.33점과 2.62점의 만족도를 보였으나, 가변형설계 및 설계디자인의 경우 장애인과 비장애인 모두 3.5점의 평균 이상 만족도를 나타내었다. 셋째, 1인승 로봇의 가격의 경우 6~7백만원으로 상당히 비싸다는 의견이 많아 정부 보조금 지원이 가능하다면 전동휠체어 대용으로 구입하겠다는 의견을 나타내었다. 따라서 장애인 사용성 평가에서 나타난 불편사항과 개선방안을 토대로 추가적인 연구개발이 이루어져 교통약자들에게 스스로 탑승 및 이동하여 간단한 일상생활 하는데 있어 삶의 질을 높일 필요성이 있다.
본 연구는 옴니휠을 이용한 1인승 탑승 로봇개발을 통해 장애인 및 비장애인 탑승자의 거동특성과 안정성을 고려한 사용자의 불편요소와 개선방안을 파악하여 총 6명의 사용성 평가를 실시하였다. 본 연구 결과를 보면 다음과 같다. 첫째, 대구대학교 신애5호관 기숙사에서 실험대상자들에게 옴니휠을 이용한 1인승 로봇을 사용하여 불편요소를 파악하는데 있는 승하차의 경우 비장애인이 만족도 4점보다 장애인이 만족도 1.6점으로 가장 큰 불편함을 느꼈다. 이는 휠체어 높이보다 제품의 시트높이가 10cm 더 높아 이동하기 어려웠던 것으로 분석된다. 둘째, 1인승 로봇의 주행와 안전을 위해 장착된 시트, 등받이, 암레스트, 풋레스트, 안전벨트 등 장애인과 비장애인 모다 3점 평균이하의 각각 2.33점과 2.62점의 만족도를 보였으나, 가변형설계 및 설계디자인의 경우 장애인과 비장애인 모두 3.5점의 평균 이상 만족도를 나타내었다. 셋째, 1인승 로봇의 가격의 경우 6~7백만원으로 상당히 비싸다는 의견이 많아 정부 보조금 지원이 가능하다면 전동휠체어 대용으로 구입하겠다는 의견을 나타내었다. 따라서 장애인 사용성 평가에서 나타난 불편사항과 개선방안을 토대로 추가적인 연구개발이 이루어져 교통약자들에게 스스로 탑승 및 이동하여 간단한 일상생활 하는데 있어 삶의 질을 높일 필요성이 있다.
By developing rider robot using omni wheel drive, a usability test for 6 people was conducted after finding out inconvenient factors and ways of improvement. The results of this research are as follows. First, we researched inconvenient factors captured by object of experiment using a rider robot wh...
By developing rider robot using omni wheel drive, a usability test for 6 people was conducted after finding out inconvenient factors and ways of improvement. The results of this research are as follows. First, we researched inconvenient factors captured by object of experiment using a rider robot who is living in the dormitory. It showed that the disabled showing 1.6 of satisfaction degree felt more inconvenient for normal people showing 4 of satisfaction degree. It was found that the height of seats is 10 centimeters higher, which caused inconvenience for moving. Second, each of the disabled and normal people showed 2.33 and 2.62 of satisfaction degree below the average for seats, back of a seat, armrest, footrest, security belts. However, for the revised design both of them showed 3.5 of satisfaction degree over the average. Third, most people felt this robot is quite expensive and said they would purchase it if subsidized by the government. Therefore, based on inconvenient factors and ways of improvement found in this research, further study needs to be conducted so as to improve the quality of life of the disabled.
By developing rider robot using omni wheel drive, a usability test for 6 people was conducted after finding out inconvenient factors and ways of improvement. The results of this research are as follows. First, we researched inconvenient factors captured by object of experiment using a rider robot who is living in the dormitory. It showed that the disabled showing 1.6 of satisfaction degree felt more inconvenient for normal people showing 4 of satisfaction degree. It was found that the height of seats is 10 centimeters higher, which caused inconvenience for moving. Second, each of the disabled and normal people showed 2.33 and 2.62 of satisfaction degree below the average for seats, back of a seat, armrest, footrest, security belts. However, for the revised design both of them showed 3.5 of satisfaction degree over the average. Third, most people felt this robot is quite expensive and said they would purchase it if subsidized by the government. Therefore, based on inconvenient factors and ways of improvement found in this research, further study needs to be conducted so as to improve the quality of life of the disabled.
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문제 정의
그러나 각 자동차업체들이 개발한 개인용 이동수단 개발품들이 아직 실용화제품들이 아니라 컨셉카이거나 실용화를 위해서는 많은 시간이 필요한 제품들이다. 국내에는 2010～2012 대경광역 경제권 선도산업 육성사업에서 옴니휠을 이용한 1인승 탑승 로봇개발을 하기 위한 연구를 수행하였다.
본 연구는 노년층과 장애인 시장을 목표로 옴니휠을 이용한 1인승 탑승 로봇의 상품화에 앞서, 탑승자의 거동특성이나 안정성 등을 고려하여 실제 사용에 불편요소와 개선방안이 무엇인지를 파악하기 위해 1인승 탑승 로봇을 이용하여 장애인과 비장애인의 사용성 평가를 실시하였다.
전동스쿠터와 전동휠체어의 문제점을 개선하여 이를 대체할 수 있는 옴니휠을 이용한 1인승 로봇을 개발하여 비장애인과 휠체어 장애인 대상자를 토대로 사용성 평가와 요구사항을 제시하기 위함이다.
가설 설정
① 옆으로 이동이 굉장히 흥미롭다. 신기하다.
② 전체 디자인이 이쁘다. 되게 편하게 안전감 있게 생겼다.
③ 기존 전동스쿠터 회전 반경이 지름 5m, 기존 전동휠체어 회전반경이 1.5m라고 한다면 좌우 옆으로 이동이 가능한 옴니휠의 장점에 놀랍고, 좌우 옆 주행이 쉬울 것 같다.
④ 전동스쿠터, 전동휠체어보다 사이즈가 커서 안전성이 있어 보인다.
제안 방법
FGI는 일반적으로 8명에서 12명 내외의 적은 수의 응답자로 구성된 그룹을 대상으로 구조화되지 않고 자연스럽게 인터뷰하면서 그룹의 역동성에 의해 진행되는 특징을 가지고 있다[3]. FGI는 2012년 5월 31일의 사용성평가의 설문지 사전조사를 통해 수정하여 실험대상자에게 2012년 6월 1일 사용성평가가 이루어졌다.
또한 FGI(Focus Group Interview) 인터뷰형식과 준비된 사용성 평가 설문지작성을 통하여 옴니휠을 이용한 1인승 로봇을 분석하였다.
표 3과 같이 본 연구의 조사대상자는 수·전동휠체어를 사용하는 지체 장애인 3명(장애인대상자의 경우 재활관련 박사과정 및 수료)과 비장애인 3명(재활공학관련 석·박사 과정)을 선정하였다. 장애인의 경우 장애인 당사자로서 장애인 재활 전문가이며, 옴니휠을 이용한 1인승로봇의 사용성 평가를 실시하였다. 비장애인의 경우 재활보조기기전문가로서 옴니휠을 이용한 1인승로봇의 기계· 공학적인 이론과 사회적 약자인 장애인의 불편요소를 잘 인지하고 있다고 판단하였다.
표 2와 같이 옴니휠을 이용한 1인승로봇 스펙과 표 3와 같이 대상자의 키와 수·전동휠체어의 모델에 관한 자세한 사항을 비교하였고, 또한 표 8과 같이 국내외 수·전동휠체어 및 전동스쿠터의 평균 전장, 전폭, 전고를 비교하였다.
표 4와 같이 대구대학교 신애5호관 기숙사에서 실험대상자에게 옴니휠을 이용한 1인승 로봇을 보여주면서 20분 정도 해당 제품에 대한 개념, 필요성, 구동방법을 설명하였고, 탑승 및 주행을 자유롭게 30분씩 사용해보았다. 또한 FGI(Focus Group Interview) 인터뷰형식과 준비된 사용성 평가 설문지작성을 통하여 옴니휠을 이용한 1인승 로봇을 분석하였다.
표 5와 같이 FGI 질문내용과 사용성 설문지 평가를 토대로 본 연구에 맞게 재구성하였다. 따라서 FGI 질문 내용과 5점 만족도의 사용성 평가를 위한 설문지의 구성 영역은 다음과 같다.
대상 데이터
표 3과 같이 본 연구의 조사대상자는 수·전동휠체어를 사용하는 지체 장애인 3명(장애인대상자의 경우 재활관련 박사과정 및 수료)과 비장애인 3명(재활공학관련 석·박사 과정)을 선정하였다.
성능/효과
표 10과 같이 옴니휠을 이용한 1인승 로봇의 가변형 주행 만족도는 장애인의 경우 평균 3.33점, 비장애인의 경우 3.42점으로 나타났다. 이는 1인 승 로봇의 가변형 주행과 이동에 대해 비장애인 및 장애인에게 모두 다 평균 이상의 만족도를 보이는 것으로 분석된다.
표 11과 같이 옴니휠을 이용한 1인승 로봇 전체 만족도는 장애인의 경우 평균 3.39점이며, 비장애인의 경우 3.71점으로 나타났다. 이는 기존 휠체어 관련 제품군보다 첨단신기술을 이용한 1인승 로봇에 대한 기대심리가 높은 것으로 분석된다.
표 7과 같이 장애인의 경우 휠체어에서 시트로의 이동과 시트에서 휠체어로 이동 관련 항목에서 5점 만족도에서 평균 1.6점으로 나타났고, 비장애인의 경우 역시 평균 4점으로 나타났다. 비장애인보다 장애인의 경우가 승하차항목에서 가장 큰 불편함을 느꼈다.
표 9와 같이 옴니휠을 이용한 1인승 로봇의 시트, 등받이, 암레스트, 풋레스트, 헤드레스트, 안전벨트 만족도는 장애인의 경우 평균 2.33점이며, 비장애인의 경우 2.9점으로 나타났다.
후속연구
그리고, 안전한 주행과 관련하여 사이드미러, 전조등, 비상등, 방향지시등이 필요할 것이다.
넷째, 우천시 커버 및 자율주행, 장애물회피기능을 첨가하여 추후 개선된 옴니휠을 이용한 1인승 로봇을 토대로 사용성 재평가가 필요할 것이다.
또한 전방 프레임의 발 받침대에 의해 운전자가 시트안전감을 높여 줄 수 있으며, 척추부분을 지지해줄 수 있는 시트가 필요할 것이다. 또한 전동휠체어의 암레스트와 같이 로봇의 조이스틱 장시간 사용 시 피로도 여부에서 조이스틱 사용 편안함과 암레스트의 탈부착이 가능하도록 제작하여 장애인 승하차에 도움을 줄 수 있을 것이다. 헤드레스트 역시 장치 폭을 넓힌 가변형 조작 시 목받침대 조절이 필요하다.
이는 거동 불편으로 인한 장애인의 경우 전동휠체어에서 로봇으로 탑승 시 시트높이와 휠체어높이와 비슷한 시트높이이어야 하며, 팔 받침대에 의해 옆으로 앉는 데에 대한 불편함이 있다. 또한 전방 프레임의 발 받침대에 의해 운전자가 시트안전감을 높여 줄 수 있으며, 척추부분을 지지해줄 수 있는 시트가 필요할 것이다. 또한 전동휠체어의 암레스트와 같이 로봇의 조이스틱 장시간 사용 시 피로도 여부에서 조이스틱 사용 편안함과 암레스트의 탈부착이 가능하도록 제작하여 장애인 승하차에 도움을 줄 수 있을 것이다.
셋째, 본 제품은 기존 전동스쿠터와 전동휠체어 충전시간과 이동거리 동일함에 따라 밧데리 개발과 관련하여 전기자동차용 리튬이온전지를 통한 제품의 무게, 밧데리 충전시간과 이동거리를 효율적으로 개선할 수 있을 것이다.
5mm로 조사됨)하였다[7]. 이는 장애인이 휠체어 시트높이에 따라 옴니휠을 이용한 1인승로봇으로 이동가능한 높이에 있어야 스스로 이동가능할 것이다.
첫째, 전동휠체어의 탑승동작과 하차동작 시 불편 여부에서 승하차 모두 불편하다고 응답하였으며, 이에 운전자의 안전한 승하차를 위해 인체공학적인 설계가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
국내에서 1인승 이동수단에 관해 수행된 연구에는 무엇이 있는가?
그러나 각 자동차업체들이 개발한 개인용 이동수단 개발품들이 아직 실용화제품들이 아니라 컨셉카이거나 실용화를 위해서는 많은 시간이 필요한 제품들이다. 국내에는 2010～2012 대경광역 경제권 선도산업 육성사업에서 옴니휠을 이용한 1인승 탑승 로봇개발을 하기 위한 연구를 수행하였다.
옴니휠을 이용한 1인승 탑승 로봇이란 무엇인가?
옴니휠을 이용한 1인승 탑승 로봇이란 휠체어 사용 장애인 및 고령자의 좁은 공간에서의 다양한 주행과 주차 등을 고려한 자율 주행기술을 적용하고, 앉아서 또는 누워서 주행 가능한 가변형 휠체어로써, 실내외 주행가능한 지능형 휠체어이다. 따라서, 옴니휠을 이용한 1인승 탑승로봇은 기존의 전동스쿠터와 전동휠체어는 물론 1인승 근거리 이동수단을 대체할 수 있다.
옴니휠을 이용한 1인승 로봇은 어떤 장비를 대체하기 위해 개발된 것인가?
전동스쿠터와 전동휠체어의 문제점을 개선하여 이를 대체할 수 있는 옴니휠을 이용한 1인승 로봇을 개발하여 비장애인과 휠체어 장애인 대상자를 토대로 사용성 평가와 요구사항을 제시하기 위함이다. 따라서 옴니휠을 이용한 1인승 로봇개발 시 향후 반영해야 할 사항은 다음과 같다.
참고문헌 (7)
Rhee, Kun-Min. Kim, Dong-Ok. Lee, Soo-Cheol. A Survey Study on the development of Omni-Wheel Drive Rider Robot with autonomous driving systems for Disabled People and Senior Citizens. Rehabilitation Engineering And Assistive Technology Society of Korea, 6(1), 17-22. 2012.
Shim, HO-Seok. Kim, Dong-Woo. Park, Seok- Soon. Lee, Soo-Cheol. Development of Rider Robot using Omni Wheel Drive. RESKO Technical Conference 2011, 5(1), 171-174. 2011.
Gang, Jong-Su. (2009). Research Method in Social Welafare. YANGSEOWON PUBLISHING GROUP, Seoul.
Lim, Ho-Yong. Rhee, Kun-Min. A Com- parative Study on User Satisfaction and Performance Time of Wheelchair Lifts in Interior Living Space. Korean Journal of Physical, Multiple, & Health Disabilities, 53(4), 265-281. 2010.
Lee, Soo-Cheol. Rhee, Kun-Min. Na, Woon-hwan. Youn, Jae-Woung. Song, Byung-Seop. Kim, Yong-Chul. Park, Seok-Soon. A Research Study on Korean Models for Developing Adapted Welfare Seat. Hyundai.Kia Motor Company. Research Report. 2009.
http://sizekorea.kats.go.kr/
Rhee, Kun-Min. Kim, Yong-Chul. Na, Woon-hwan. Youn, Jae-Woung. Song, Byung-Seop. A Research Study on the Behaviors of People with Disabilities for Developing Adapted Welfare Car. Hyundai.Kia Motor Company. Research Report. 2008.
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