사용자 중심의 에너지 하베스팅 환경미화원 안전의복 디자인 개발

Abstract

스마트 의류의 성장과 함께 전력 공급을 위한 에너지 하베스팅의 중요성도 함께 부각되고 있다. 스마트 의류가 심리적, 기능적으로 사용자에게 수용되기 위해서 사용될 환경과 의도에 적합한 사용자 중심의 의류디자인에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 연구는 사용자 중심 디자인을 통해 환경미화원이 지속적으로 착용할 수 있는 에너지 하베스팅이 적용된 발광형 안전의복의 디자인을 개발하고 실증해 보는데 목적이 있다. 연구 방법으로 사용자 중심의 연구방법론인 리빙 랩을 적용한 질적 연구와 양적 연구가 함께 사용된 혼합 연구 방법의 인터뷰, 사용자 관찰, 설문조사가 사용되었다. 디자인 프로세스는 탐색단계에서 구체화된 아이디어를, 실험단계에서 디자인으로 전개하여 프로토타입을 통해 실험하고, 평가단계에서 사용자의 평가를 거쳐 수집한 결과물을 바탕으로 이전의 실험단계로 돌아가 미흡한 부분에 대한 개선안을 적용하여 다시 평가하는 순환방식으로 구성되었다. 사용자는 서울시 소속 환경미화원 236인이 사용자와 작업 환경 등에 대한 정보제공과 소통을 통한 디자인 참여, 프로토타입 평가를 수행하였고, 환경미화원과 유사한 신체조건을 가진 30~40대의 남성 5인이 목업이나 프로토타입의 실험, 정량적 평가를 수행하였다. 평가는 탐색평가, 비교평가, 측정평가로 구성되어 탐색평가는 필요기능 탐색과 사용자이해를 위해 관찰, 인터뷰, 설문조사를 진행하였고, 비교평가는 실험단계와 평가단계에서 프로토타입을 비교하여 장단점을 파악하기 위해 인터뷰와 설문조사를 수행하였다. 측정평가는 확정된 디자인에 대한 정량적 평가를 위해 프로토타입의 착용테스트와 과업 시간 측정을 수행하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫 번째, 사용자 중심 디자인에서 단계별 사용자의 역할을 살펴본 결과, 리서치 단계에서는 정보제공자의 역할, 문제정의 단계에서는 실제 환경에서 발생하는 문제의 맥락을 설명하는 역할, 아이디어/디자인 전개 단계에서는 디자인에 의견을 내거나 직접 참여하는 디자이너의 역할, 프로토타입 테스트와 평가 단계에서는 프로토타입을 직접 착용하고 실험에 참가하는 평가자의 역할을 하였다. 두 번째, 발광형 안전의복의 지속적 착용을 막는 불편함 요소를 분석한 결과, 배터리 충전과 교체, 조끼형태 안전의복의 추가 착용, 발광장치의 낮은 내구성이 있었다. 배터리로 인한 불편함은 전자기 유도방식의 에너지 하베스터를 적용하여 해결하였으며, 안정적인 발전량을 보인 하베스터의 위치는 복부 하단 부위였다. 추가적인 착용으로 인한 불편함은 의복에 발광장치를 일체화하는 것으로 해결하였다. 얇고 가벼운 LED와 PCB를 봉제방식과 접착방식을 사용하여 의류에 부착하고, 발광장치내구성 개선과 세탁에 대응하기 위해 LED와 PCB를 가늘고 짧은 형태로 디자인하고 PU 소재의 피복으로 발광장치를 충격으로부터 보호했다. 세 번째, 발광장치는 위치에 따라, 전자기 에너지 하베스터는 위치와 수납방식에 따라 사용성에 차이가 있었다. 하베스터의 수납디자인은 하베스터의 전도를 막고, 하베스터 내부자석에 영향을 주지 않으며, 탈착이 용이한 디자인이 적용되어야 한다. 하베스터와 발광장치가 적용된 프로토타입은 사용자 평가에서 교통사고예방과 안전을 확보하는데 효과가 있다는 평가와 하베스터의 무게와 부피가 더 가볍고 작아져야한다는 의견이 있었다. 전체적인 의류의 디자인, 소재, 내장된 발광장치에 대해 사용자가 만족한다는 결과를 얻었다. 본 연구의 결과를 종합하면 발광형 안전의복의 지속적 착용을 위해 전자기 에너지 하베스팅을 통해 환경미화원의 움직임을 전기로 변환하여 배터리를 대체했으며, 사용성을 향상하기 위해 발광장치를 의류에 내장하고 기계세탁이 가능하도록 디자인하였다. 사용자 중심 디자인 프로세스를 통해 개발된 에너지 하베스팅 환경미화원 안전의복은 사용자에게 긍정적으로 수용되었다. 미적 요소를 고려한 사용성, 기능성, 착용성 디자인 카테고리의 디자인과 프로토타입 개발과 평가를 반복하여 최종 완성품을 제시하는 문제해결 과정은 향후 스마트 의류와 기능성 의류 디자인 개발을 위한 지침이 될 수 있을 것이라 기대한다.