사용자의 니즈에 기반한 수면 시나리오에서의 스마트 홈의 멀티 모달 인터랙션 연구

Abstract

사물 인터넷 기술의 발달로 스마트 홈 시장은 폭발적인 성장을 보이며, 향후 5년 내에 약 4천억 달러의 시장 가치에 도달할 것으로 예상된다. 현재 스마트 홈은 가정 자동화와 원격 제어 등의 기능을 실현하여 각 가정에 영향을 미쳐 전통적인 생활 방식을 변화시켰다. 한편으로는 '체험 경제'의 부상으로 사용자들이 전체적인 라이프 경험을 향상시키기 위해 더욱 복잡하고 상호 연결된 스마트 홈 시스템을 추구하기 시작했다. 또한 소비자의 요구는 '생활형'에서 '향유형'으로 지속적으로 진화하고 있다. 복잡한 시스템과 간단한 조작 사이의 모순 아래에서, 다양한 시나리오에서 사용자의 핵심 요구를 정확히 파악하는 것만이 좋은 소비 체험을 보장할 수 있다. 복잡한 스마트 홈 시나리오에서 사용자가 지능화된 서비스 체험을 느낄 수 있도록 하는 것은 스마트 시대 인터랙션 연구 발전의 중요한 방향 중 하나가 되었다. 멀티 모달 인터랙션은 자연스러운 인간-기계 인터랙션의 개념을 결합하여, 다양한 인식 방식을 통합함으로써 사용자에게 보다 자연스럽고 직관적이며 효율적인 인터랙션 체험을 제공한다. 스마트 홈은 사용자 중심 디자인 사상을 기반으로 하여, 기능의 실현과 성능의 최적화뿐만 아니라 사용자 체험의 요구를 더욱 중시한다. 스마트 홈 연구가 거시적으로는 성숙하였지만, 스마트 홈 제품과 사용 시나리오의 다양성 때문에 다양한 시나리오 하의 멀티 모달 인터랙션에 대해 더 깊이 있게 연구의 필요성은 간과할 수 없다. 이러한 연구는 사용자 요구를 만족시키고 사용 체험을 향상시키며, 스마트 홈 제품 생태계의 발전을 촉진하는 데 중요한 의미를 가진다. 중국은 거대한 인구 기반과 지속적으로 성장하는 중산층 때문에 세계 최대의 스마트 홈 시장 중 하나로 부상하였다. 그리고, 그중 수면 질 향상에 대한 절실한 요구도 나타나고 있다. '중국 수면 연구 보고서 2023'에 따르면, 중국의 3분의 2 이상의 성인이 다양한 수준의 수면 장애를 겪고 있으며, 이러한 광범위한 수면 문제는 사람들의 건강과 삶의 질에 심각한 악영향을 미치고 있다. 이에 본 연구는 중국 소비자의 요구를 기반으로 수면 시나리오에서의 스마트 홈 멀티 모달 인터랙션 방식을 연구하고자 한다. 본 연구의 목적은 첫째, 사용자 요구에 기반한 각 시나리오에서 스마트 홈의 멀티 모달 인터랙션 연구 방법을 제안한다. 둘째, 수면 시나리오를 예로 들어 중국 소비자의 요구에 기반한 수면 시나리오에서의 스마트 홈 멀티 모달 인터랙션 가이드라인을 제안한다. 셋째, 본 연구를 통해 사용자 중심의 스마트 홈 발전 경로에 실질적인 도움을 제공하고자 한다. 본 연구의 대상은 중국 최대의 쇼핑 플랫폼인 타오바오 네트워크에서 수면 시나리오에서 판매 순위 상위 10위 안에 드는 다양한 스마트 홈 제품이다. 방법론으로는 사물 인터넷 기술을 기반으로 한 스마트 홈 멀티 모달 인터랙션 분석 도구를 개발하기 위해, 수면 시나리오 하에서의 스마트 홈, 멀티 모달 인터랙션, 시나리오 관련 문헌을 중점적으로 분석하고 필요한 분석 지표를 추출하였다. 분석 도구 구축은 다음과 같은 내용으로 구성된다. 수면 시나리오 하에서의 지능 분류는 수면 촉진 단계, 수면 단계, 깨어나는 단계로 나뉜다. 각 단계는 포커스드 인터랙션, 퍼리퍼럴 인터랙션, 임플리싯 인터랙션의 세 가지 인터랙션 모델에 해당한다. 각 인터랙션은 스마트 홈의 멀티 모달 수집 방식과 멀티 모달 피드백 기능에 해당한다. 본 연구는 다음과 같은 순서로 진행되었다. 제1장에서는 서론 부분으로 연구의 필요성 및 목적, 연구 범위 및 방법을 제시하고, 전체적인 연구구성에 관해 서술하였다. 제2장에서는 이론적 배경으로 스마트홈, 멀티 모달 인터랙션, 시나리오, 사용자 니즈에 대한 선행연구를 고찰하여 이론적 근거를 제시하였다. 제3장에서는 수면 시나리오 하의 19가지 스마트 홈 제품에 대한 사례 분석을 수행하였다. 마지막으로 수면 시나리오 하에서 스마트 홈의 61가지 기능을 요약하였다. 제4장에서는 수면 시나리오 하의 기능 요구 설문조사를 작성하고, 설문조사를 통해 KANO 모델을 적용하여 각 기능 요구를 선별하고 분류하여, 수면 시나리오 하에서 사용자의 스마트 홈 기능 요구 계층 구조를 구축하였다. 이어 AHP 분석 방법을 통해 사용자 요구를 기반으로 한 스마트 홈의 멀티 모달 수집 방식에 대한 중요성 순위를 매기고, 디자인 전략을 제안하였다. 제5장에서는 소비자 요구에 기반한 수면 시나리오 하의 스마트 홈 멀티 모달 인터랙션 가이드라인을 정리하고 제안하며, 가이드라인의 사용 방법을 소개한다. 제6장은 결론 부분으로, 본 연구의 연구 방법과 연구 결과를 요약하고 정리하며, 연구의 의의, 시사점 및 한계점을 서술하고 제시한다. 스마트 홈의 발전 핵심은 인간 중심의 디자인 철학에 있다. 복잡한 스마트 홈 시스템은 다양한 인터랙션 방식을 동반하며, 현재 단계에서 소비자의 요구에 따라 멀티 모달 인터랙션 방식을 최적화하는 것이 매우 중요하다. 이는 사용자의 조작 편리성을 만족시킬 뿐만 아니라 전체적인 사용 경험을 크게 향상시킬 수 있다. 이러한 요구에 부응하여, 본 연구는 소비자의 요구에 기반한 각 시나리오에서의 스마트 홈 멀티 모달 인터랙션 방식에 대한 연구 방법을 혁신적으로 제안한다. 실증 연구의 일환으로, 본 연구는 수면 시나리오를 예로 들어 개발한 스마트 홈의 멀티 모달 인터랙션 가이드라인을 제시하여, 수면 상황에서 스마트 홈 제품의 인터랙션 디자인 가이드라인을 제공하려고 한다.|The development of Internet of Things (IoT) technology has led to explosive growth in the smart home market, which is expected to reach a market value of approximately 400 billion dollars within the next five years. Currently, smart homes are influencing households by realizing functions like home automation and remote control, transforming traditional lifestyles. On one hand, the rise of the 'experience economy' has led users to pursue more complex and interconnected smart home systems to enhance their overall life experiences. Additionally, consumer demands are continuously evolving from 'lifestyle-based' to 'enjoyment-based'. Amidst the contradiction between complex systems and simple operations, accurately understanding the core needs of users in various scenarios is the only way to ensure a good consumption experience. Enabling users to feel an intelligent service experience in complex smart home scenarios has become one of the important directions in the development of interaction research in the smart era. Multi-modal interaction, combining the concept of natural human-machine interaction, integrates various recognition methods to provide users with more natural, intuitive, and efficient interaction experiences. Smart homes, based on the user-centered design philosophy, emphasize not only the realization of functions and performance optimization but also the importance of user experience. Although smart home research is macroscopically mature, the diversity of smart home products and usage scenarios necessitates deeper research into multi-modal interaction in various scenarios. Such research is crucial in meeting user needs, enhancing user experience, and facilitating the development of the smart home product ecosystem. China has emerged as one of the world's largest smart home markets due to its vast population base and continuously growing middle class. There is also an urgent need to improve sleep quality. According to the 'China Sleep Research Report 2023', more than two-thirds of Chinese adults suffer from various levels of sleep disorders, and these widespread sleep problems have a serious negative impact on people's health and quality of life. This study aims to research smart home multi-modal interaction methods in sleep scenarios based on the needs of Chinese consumers. The objectives of this study are: firstly, to propose methods for researching smart home multi-modal interactions in each scenario based on user needs. Secondly, to propose guidelines for smart home multi-modal interactions in sleep scenarios based on the needs of Chinese consumers, using sleep scenarios as an example. Thirdly, this study aims to provide practical help for the user-centered development path of smart homes. The subject of this study is various smart home products ranked in the top 10 in sales in sleep scenarios on Taobao Network, China's largest shopping platform. The methodology involves analyzing smart homes, multi-modal interactions, and scenario-related literature in sleep scenarios based on IoT technology, and extracting necessary analysis indicators to develop a smart home multi-modal interaction analysis tool. The construction of the analysis tool consists of the following content: Intelligence classification in sleep scenarios is divided into sleep induction phase, sleep phase, and waking phase. Each phase corresponds to three interaction models: focused interaction, peripheral interaction, and implicit interaction. Each interaction corresponds to the smart home's multi-modal collection method and multi-modal feedback function. The research was conducted in the following order: Chapter 1 presents the introduction, including the necessity and objectives of the research, the research scope and methods, and an overview of the overall research composition. Chapter 2 provides the theoretical background, examining prior research on smart homes, multi-modal interaction, scenarios, and user needs to establish a theoretical basis. Chapter 3 performs case analyses of 19 smart home products in sleep scenarios and summarizes 61 functions of smart homes in these scenarios. Chapter 4 constructs a hierarchy of smart home function requirements in sleep scenarios based on a functional requirements survey, classifies each function requirement using the KANO model, and ranks the importance of multi-modal collection methods in smart homes based on user needs through AHP analysis, proposing design strategies. Chapter 5 organizes and proposes guidelines for smart home multi-modal interaction in sleep scenarios based on consumer needs and introduces how to use these guidelines. Chapter 6 concludes by summarizing and organizing the research methods and results, discussing the significance, implications, and limitations of the research. The core of smart home development lies in human-centered design philosophy. Optimizing multi-modal interaction methods according to consumer demands at the current stage is very important, as it not only satisfies user operational convenience but also significantly enhances the overall user experience. In response to these needs, this study innovatively proposes research methods for smart home multi-modal interaction in each scenario based on consumer demands. As part of the empirical research, this study presents smart home multi-modal interaction guidelines developed using sleep scenarios as an example, guiding the interaction design of smart home products in sleep situations.