[NUI시스템을 활용한 완전자율주행차량 인클루시브 디자인 인터랙션 시나리오 제안, 한국디자인학회, 봄 국제학술대회 논문집 2025, 조혜인, 박효상, 박기철]   

Reviewed by 조혜인 외부참여연구원, 박효상 박사연구원

본 연구는 완전자율주행차 환경에서 자연 사용자 인터페이스(Natural User Interface, NUI)를 기반으로 한 인클루시브 디자인 인터랙션 시나리오를 제안하고자 한다. 기존의 차량 인터페이스는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)에 의존하여 버튼이나 터치스크린 조작이 중심이었으나, 이는 주행 중 사용자의 인지적 부담을 증가시키고 직관성이 낮다는 한계를 지닌다. 이에 반해 NUI는 사용자의 손동작, 음성, 시선 등 자연스러운 행동을 기반으로 상호작용을 설계하여, 학습이나 훈련 없이도 직관적으로 사용할 수 있다는 장점이 있다. 특히 완전자율주행차에서는 운전자의 역할이 최소화되고 이동 중 다양한 활동이 가능해지므로, 기존 인터페이스를 대체할 새로운 상호작용 방식이 요구된다. 연구는 이러한 배경을 토대로 NUI 기반 시스템의 필요성을 제기하며, 자율주행차의 특성과 사용자 경험을 반영한 시나리오 설계 방향을 모색하였다.

연구는 먼저 기존 NUI 연구와 모빌리티 적용 사례를 검토하였다. BMW의 제스처 컨트롤, 현대모비스의 증강현실 기반 시스템, 기아차의 V터치 등은 모두 직관적 상호작용의 가능성을 보여주지만, 동시에 제스처 인식 정확도 저하, 다중 사용자 관리 어려움, 피드백 부족, 기능 확장성 한계 등 여러 제약을 드러내고 있다. 본 연구에서는 이러한 한계를 보완하기 위해 제스처 인식의 정밀도 향상, 피드백 강화, 사용자별 맞춤화 기능을 포함한 시스템 구성을 제안하였다. 특히 MediaPipe 기반의 손동작 인식과 WebGazer 기반의 시선 추적 기술을 결합해 사용자 위치와 맥락을 파악하고, 이를 차량 내 조명, 디스플레이, 공조 장치 등과 연계함으로써 보다 정교한 제어가 가능하도록 하였다. 이를 통해 단순 제어를 넘어 상황인지 기반의 스마트한 인터랙션을 구현하는 것이 연구의 목표였다.

구체적인 인터랙션 시나리오 설계에서는 운전자가 아닌 승객 중심의 경험을 고려하였다. 예를 들어, 탑승자가 손동작으로 화면을 드래그하거나 확대/축소하는 방식, 시선으로 디스플레이 콘텐츠를 선택하거나 전환하는 방식, 음성으로 차량 내 기능을 제어하는 방식 등이 제시되었다. 또한 사용자가 특정 상황에서 손을 사용하기 어려운 경우를 대비해 다중 입력 채널을 병행 활용하는 전략도 포함되었다. 이 과정에서 인클루시브 디자인 관점을 반영하여, 연령, 신체 능력, 상황적 제약 등 다양한 조건을 가진 사용자들이 불편함 없이 차량 내 인터페이스를 활용할 수 있도록 설계하였다. 이를 통해 자율주행차가 단순한 이동 수단을 넘어, 모든 사용자가 편리하고 안전하게 활용할 수 있는 생활 공간으로 진화할 수 있음을 보여주었다.

연구의 결론에서는 제안된 NUI 기반 인터랙션 시나리오가 완전자율주행차 시대에 중요한 설계 지침이 될 수 있음을 강조하였다. 특히 직관성과 몰입감을 제공하는 자연스러운 인터페이스는 사용자의 인지적 부담을 줄이고, 차량 내 다양한 활동을 지원하는 핵심 요소로 작용한다. 또한 인클루시브 디자인의 원칙을 반영한 시나리오는 사용자 다양성을 수용하는 모빌리티 환경 조성에 기여할 수 있다. 향후 연구에서는 실제 프로토타입 구현과 사용자 실험을 통해 제안된 시나리오의 실효성을 검증하고, 인공지능 기반 맥락 인식 기술을 강화하여 보다 지능적이고 적응적인 인터페이스로 발전시킬 필요가 있다. 이러한 확장은 완전자율주행차가 지향하는 미래 모빌리티 비전 실현에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
 

[학회 후기]

처음으로 사용자 경험(UX)을 주제로 학술 논문을 준비하고 정식 구두 발표까지 맡게 되었다. 첫 학술대회 발표라 긴장감이 컸지만, 이 기회를 통해 연구 역량을 한 단계 끌어올리고 싶다는 열의가 더 강했다. 발표 전날까지 HIDE Lab의 석·박사 선배들과 여러 차례 리허설을 반복하며 슬라이드 흐름, 발음, 속도, 억양을 세밀하게 조정했고, 모의 질의응답을 통해 예상 질문 범위를 넓힐 수 있었다. 학회 당일 오전 세션에서는 모빌리티, 헬스케어, 스마트시티 등 다양한 분야의 발표를 들으며 산업디자인 분야의 최신 동향을 파악했다. 특히 다른 연구자들이 활용한 프로토타이핑 방법, 실험 설계, 통계 분석 기법을 주의 깊게 관찰하며, 제 연구에 접목할 수 있는 아이디어를 즉석에서 메모했다.

오후 세션에서 제 차례가 되었고, 제한된 15분 발표와 5분 질의응답 안에 문제 제기, 연구 필요성, 방법론, 시나리오, 시사점을 명확한 구조로 전달하고자 했다. 발표 후 한 심사위원은 “미래 모빌리티 환경에서는 원격 업무, 실내 운동, 실감형 쇼핑 등 새로운 활동이 다양하게 이뤄질 수 있으니 이를 포괄한 시나리오를 추가하면 연구 범위가 더욱 확장될 것”이라고 조언해 주었다. 이 피드백을 통해 향후 연구 과제를 보다 넓은 시각에서 구상해야겠다는 인사이트를 얻었다. 이번 학회를 통해 학술대회는 단순히 결과를 보고하는 자리가 아니라 연구 아이디어를 발전시키는 협력의 장임을 체감했다. 또한 산업디자인 분야에 처음 진입하며 느꼈던 막막함이 크게 해소되는 값진 경험이 되었다. (조혜인 외부참여연구원)

[발표 후기]

주제: NUI를 활용한 완전자율주행차량 인클루시브 디자인 인터랙션 시나리오 제안

완전자율주행차량(AV)이 보편화되는 미래를 대비해 위치 제약 없는 기능 제어와 이용자의 인지·신체 능력 차이를 포용하는 인클루시브 인터페이스를 구현하고자 NUI 도입의 타당성을 실증했다. 사전 설문과 포커스 그룹 인터뷰를 통해 AV 이용자의 핵심 니즈가 휴식(Rest)과 소통(Communication)에 집중된다는 사실을 확인했고, 이를 충족하기 위한 상호작용 시나리오를 마련했다. 첫째, 공조장치 개인화 시나리오에서는 탑승자의 위치, 체온, 선호 온·습도 데이터를 실시간 인식한 뒤 손바닥 제스처 한 번으로 좌석별 미세 기후를 즉각 조정하도록 설계했다. 둘째, 음악 기능 개인화 시나리오에서는 안면·음성 인식으로 탑승자를 구분해 맞춤형 플레이리스트를 호출하고, 3차원 음장 기술을 적용해 특정 좌석에만 음악이 들리는 음향 버블을 형성함으로써 개인화된 청취 환경을 제공했다. 셋째, 콘텐츠 공유 시나리오에서는 투명 OLED 루프 디스플레이에 손가락으로 가볍게 두 번 터치해 현재 보고 듣고 있는 콘텐츠를 다른 탑승자에게 즉시 전송하고, 동시에 실시간 필기·드로잉이 가능한 멀티터치 캔버스 모드를 지원해 차량을 이동형 사무실이나 회의실로 전환할 수 있도록 했다.
 

Q1 : 차량 내에는 다양한 편의장치들이 있는데 공조장치 제어 기능, 음악 제어 기능, 디스플레이 제어 기능으로 선정한 이유가 있나요?
A1 : 차량 내 편의장치가 다양함에도 공조, 음악, 디스플레이 제어 기능을 우선으로 다룬 이유는 자율주행차 실내 행태 연구 열두 편에 대한 메타분석 결과와 고수민 외(2023)의 제어 위치 혼란도 지표, 그리고 탑승 경험자 20명을 대상으로 한 사전 인터뷰 분석에 근거를 두었다. 공조장치와 음악 기능은 좌석 제약 없이 사용하려는 의도는 높았지만 제어 위치가 불분명해 작업 부하가 크게 상승하는 것으로 나타났고, 디스플레이는 좌석 회전 및 이동이 자유로운 AV 특성상 기존 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)에 비해 시각·인지 부하가 상대적으로 낮은 NUI 적용 시 사용성이 크게 향상될 가능성이 높은 것으로 분석되었다. 이러한 근거를 토대로 세 기능을 우선 선정해 시선·제스처·음성을 통합한 NUI 기반 상호작용을 구체화했다.

학회 현장에서 받은 피드백을 바탕으로 향후 연구에서는 원격 피트니스, 실감형 회의, 차량 내 AR 쇼핑 같은 복합 모빌리티 라이프 시나리오를 확장 개발할 예정이다. 또한 실제 차량 시뮬레이터 환경에서 NUI와 GUI를 비교하는 A/B 테스트를 수행해 인지 부하, 학습 곡선, 사용자 경험 지표를 정량적으로 측정하고, 고령자와 장애 사용자를 대상으로 한 Inclusive UX Index를 구축해 인터페이스 접근성을 다각도로 검증할 계획이다. 이번 연구는 기술 수용성, 접근성, 사용성 측면에서 NUI 기반 인클루시브 인터랙션의 가능성을 실증적으로 제시함으로써, 미래 모빌리티 공간이 사용자 맞춤형 제3의 생활 플랫폼으로 자리매김하는 데 기여할 수 있음을 보여주었다. (조혜인 외부참여연구원)

[청취 후기]

주제: 빅데이터 분석 기반의 저상버스 내부 편의사양 디자인 개선

본 연구는 복잡한 통계 모형이나 고난도의 기술 대신, 접근성이 높은 온라인 트렌드 분석 도구인 ‘썸트렌드(Sometrend)’를 활용하여 제한된 시간 내에 명확한 문제의식을 도출했다. 또한 온라인 데이터 분석에 그치지 않고, 실제 저상버스 이용자의 목소리를 직접 청취하여 제안된 디자인 전략의 실효성을 검증하였다. 썸트렌드를 통해 최근 3년간 ‘저상버스’와 관련된 온라인 언급량과 추이를 분석한 결과, “승·하차 시 흔들림”, “휠체어 좌석 확보”, “안내 사인 부족”과 같은 반복적 이슈가 핵심 키워드로 도출되었다. 이를 바탕으로 국내외 저상버스 운영 사례를 비교 분석했으며, 특히 해외 사례에서는 시각 대비가 높은 경고 표시나 모듈형 보조 손잡이 등 사용자 중심의 실용적 디자인 요소가 효과적으로 적용되고 있음을 확인할 수 있었다.

도출된 문제의 현장 적합성을 검증하기 위해 서울 시내 저상버스를 주로 이용하는 고령자와 장애인 12명, 버스 기사 6명을 대상으로 대면 인터뷰를 실시하였다. 이용자들은 후방 출입문 주변에서의 불안감, 급정차 시 잡을 손잡이 부족을 가장 시급한 문제로 지적했다. 버스 기사들 또한 “내부 구조를 크게 바꾸지 않아도 작은 손잡이 하나만 추가되면 사고 위험이 줄어든다”라며 현실적 개선 방안에 긍정적인 반응을 보였다. 연구팀은 이를 바탕으로 운수 회사–버스 기사–교통약자–버스 제조사–지자체 간 관계망을 매트릭스로 정리해 이해관계자 분석을 수행하였다. 그 결과 제한된 자원과 현실적 제약을 고려해 저비용·단기간 실현 가능한 디자인 아이디어만 선별하였고, 제안된 디자인 컨셉은 현장 적용 가능성이 높다는 평가를 받았다. 구체적으로 좌석 프레임에 쉽게 설치할 수 있는 볼트 고정형 보조 손잡이, 후방 출입문 범위를 노랑·검정 스트라이프 패턴으로 표시하는 경고 시트지, 저시력자를 위한 점자 스티커 부착형 모듈 안내 패널이 제시되었다.

이 연구는 단순한 방법론만으로도 핵심 문제를 도출할 수 있음을 보여주었으며, 빅데이터 기반 트렌드 분석과 최소 인터뷰를 결합한 하이브리드 접근법이 실효성 있는 디자인 결과물로 이어질 수 있음을 입증했다. 또한 빠른 프로토타이핑과 파일럿 테스트를 통해 제안된 컨셉의 효과를 확인하고, 이해관계자 설득까지 고려한 저비용·고효율 전략을 수립했다는 점에서 현장 적용 가능성을 더욱 높였다. 무엇보다 예산, 시간, 운영 리스크를 사전에 충분히 검토해, 운수회사나 지자체가 수용 가능한 현실적 디자인 솔루션을 제안했다는 점이 돋보였다. 이번 연구는 현실적 제약 속에서도 사용자 경험을 중심에 두고, 데이터 기반 통찰과 현장 경험을 균형 있게 통합하면 충분히 실용적이고 효과적인 디자인을 제안할 수 있음을 확인한 사례라 할 수 있다. (박효상 박사연구원)