’기계와 제품, 물건을 보다 인간의 입장에서 만들자’는 인간중심 제품설계(HCD: Human Centered Design)는 인간에게 가장 편안하고 안전한 제품이 만들어질 수 있도록 설계부터 시뮬레이션, 제작까지의 전 과정을 과학적으로 뒷받침하는 기술입니다.

인간중심의 제품설계를 위해서는 먼저 우리 몸속의 골격, 근육, 인대 등 인체의 가능한 한 많은 정보를
수집하는 일부터 시작됩니다.

예를 들어, 걸어 다닐 때 어떤 현상이 일어나는 지 확인하기 위해서는 보행 분석을 진행하게 됩니다.
보행 분석은 트레드밀(Treadmill: 발로 밟아 돌리는 기구)에서 사람들이 어떤 특정한 신발이나 깔창을
신고 움직일 때 근육 활동을 측정하여 어떤 부분에 좋지 않을 거라고 예측을 합니다.

동작분석-유한요소해석^* 연계 프로그램을 사용하면 구체적으로 무릎의 어느 부분이 안 좋다는 것까지
계산이 되니 관련 제품 개발이나 효과 측정에 큰 도움이 될 것으로 보입니다.
*유한요소해석 : 공학 분석에 사용되는 컴퓨터 시뮬레이션 기술

운동기구 개발 사례(인간중심 제품혁신 연구센터) (이미지 출처: 기계·건설공학연구정보센터(2019))

정교한 디지털 인체모델을 사용하면 실제 자동차 충돌 사고 시 어디가 부러지고 어느 정도의 치명상을
입을 수 있는지 등을 훨씬 세밀하게 측정할 수 있다고 하는데, 그렇다면 어디까지 예측이 가능할까요?

예측은 가능합니다. 다만 그게 맞느냐 틀리느냐의 문제입니다.
계산은 누구나 할 수 있지만, 검증이 되지 않으면 어디에도 쓰지 못합니다. 하체 모델의 경우 뼈 모델을 정교하게 만들어 충돌해석을 하고, 어떤 경우에는 자동차 대시보드(Dashboard)에 발을 부딪쳐 나온 데이터를 가지고 결과 값을 해석하기도 합니다. 문제는 실제로 그게 맞느냐가 핵심입니다.
인체에 대한 것은 실험을 하고 검증을 해야 합니다.

따라서 자동차 회사에서도 실무적으로 보고 흥미를 보이지만 실제 활용까지는 진행되지 못하는 경우가 있다고 합니다. 우리가 현재 쓰고 있는 모델들은 실제로 검증이 다 이뤄진 모델들이라고 하네요.

가령 기저귀 센서(케어벨)는 기저귀에다 붙이는 센서형 제품인데 소변, 용변 시 즉시 스마트폰으로 알려주고 다양한 패턴이나 통계를 주기적으로 확인할 수 있습니다. 대변의 경우 센서가 반응하지 않는다는 후기가 있어, 지금은 대변까지 완벽하게 반응하는 센서를 개발 중이라고 합니다.
현재 샘플을 만들어서 요양 병원에서 실제로 테스트를 하고 있다고 합니다.

기저귀 센서(케어벨) (이미지 출처: 기계·건설공학연구정보센터(2019))

KAIST에서 나온 공학이란 무엇인가? 란 책을 보면 인간중심 설계가 이제는 심리적인 면, 디자인적인 면도 포함해서 여러 가지 측면이 있고, 기계공학은 그중 한 측면을 담당하고 있다고 합니다.
인간중심 설계는 굉장히 다양합니다. 이미 우리 생활에서 자주 볼 수 있습니다. 의자 디자인도 인간중심 설계고, 자동차 시트도, 신발도 모든 게 인간중심 설계입니다.

크고 작은 부분에서 우리의 실생활에 편리하게 해주는 기술이 녹아 있다고 생각하니, 새삼 세상이 새롭게 보입니다.

참고 자료 :
1. 기계·건설공학연구정보센터(2019). [연구동향: M-Terview] 인간중심의 제품설계 기술. 기계·건설공학연구정보센터, 12월 16일. http://www.materic.or.kr/community/mterview/content.asp?f_id=128
2. 네이버 지식백과(국방과학기술용어사전). ’유한 요소 해석’, https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=2760278

※ 본 내용은 MATERIC(www.materic.or.kr)에서 제공받은 연재 내용 중 일부를 인용하였습니다.
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