AI, 미래를 그리다 – 더 빠르고 정확한 인체공학 설계 시뮬레이션

프로토타입, 테스트, 반복… 시간과 비용의 벽을 넘어서

제품이나 서비스의 UX를 설계할 때, 우리는 늘 ‘실제 사용 환경에서의 경험’을 중요하게 생각합니다. 하지만 현실은 녹록지 않죠.

실물 프로토타입을 만들고, 사용성 테스트를 반복하며, 문제를 발견할 때마다 설계를 수정하는 과정은 시간과 비용이 많이 듭니다.

특히 다양한 사용자 그룹(연령, 신체 특성, 사용 맥락 등)을 대상으로 테스트를 진행하는 것은 사실상 불가능에 가깝습니다.

 

이제 AI가 이 한계를 뛰어넘을 수 있는 새로운 길을 제시하고 있습니다.

AI 기반 설계 시뮬레이션은

실제 사용자의 행동과 반응을 가상 환경에서 예측하고, 설계의 문제점을 빠르게 찾아내며, 반복적인 테스트를 진행합니다.

AI가 어떻게 인체공학적 설계 시뮬레이션을 혁신하고, UX 리서처와 디자이너의 업무 방식을 바꾸고 있는지 구체적으로 살펴보겠습니다.

 

디지털 휴먼 모델(DHM)과 AI의 만남

디지털 휴먼 모델(Digital Human Model, DHM)은 컴퓨터 속에 구현된 가상의 인간입니다.

DHM은 신체 치수, 관절 가동 범위, 근력, 피로도 등 실제 사람의 특성을 데이터로 반영해, 다양한 시나리오에서 제품이나 공간과 상호작용하는 모습을 시뮬레이션할 수 있습니다.

AI가 결합된 DHM은 한 단계 더 진화합니다.

• 다양한 사용자 시나리오 생성: AI는 실제 사용자 데이터를 학습해, 연령, 성별, 신체 특성, 장애 여부 등 다양한 조건의 가상 사용자와 사용 시나리오를 자동으로 생성합니다.
• 실제와 유사한 행동 예측: AI는 모션 캡처 데이터, 센서 데이터 등을 바탕으로, 사용자가 제품을 어떻게 조작하고, 어떤 자세를 취하며, 어디서 불편을 느낄지까지 정교하게 예측합니다.
• 복잡한 상호작용 시뮬레이션: 단순한 동작뿐 아니라, 여러 사용자가 동시에 공간을 이용하거나, 인간-로봇 협업 환경에서 발생할 수 있는 다양한 상호작용도 가상으로 재현할 수 있습니다.

 

AI 기반 시뮬레이션, 어떻게 작동할까?

AI가 적용된 설계 시뮬레이션은 기존의 단순 반복 테스트와는 다릅니다.

• 가상 환경에서의 사용성 및 안전성 평가: 예를 들어, 자동차 운전석 설계 시, 키가 작은 사용자와 큰 사용자가 각각 어떤 시야를 확보하는지, 조작이 불편한 부분은 없는지 시뮬레이션으로 확인할 수 있습니다. 실제로 프로토타입을 만들지 않고도, 다양한 사용자 그룹이 제품을 어떻게 사용하는지, 어떤 불편이나 위험이 발생할 수 있는지 미리 예측할 수 있습니다.
• 설계 파라미터 자동 최적화: 반복적인 A/B 테스트를 AI가 대신 수행하는 셈이죠. AI는 수많은 설계 변수(예: 버튼 위치, 손잡이 크기, 화면 각도 등)를 조합해 가며, 가장 사용성이 뛰어난 조합을 자동으로 탐색합니다.
• 정성적 요소의 예측: 복잡한 UI를 사용할 때 사용자가 느끼는 혼란이나, 장시간 작업 시 누적되는 피로도를 AI가 시뮬레이션 결과로 제시할 수 있습니다. 단순히 물리적 동작뿐 아니라, 인지 부하, 피로도, 스트레스 등 사용자의 심리적·정신적 상태까지 예측할 수 있습니다.

 

실제 적용 사례와 가능성

AI 기반 설계 시뮬레이션은 이미 다양한 분야에서 실질적인 변화를 만들어내고 있습니다.

• 제품 개발 초기 단계에서의 문제점 조기 발견: 예를 들어, 가전제품의 버튼 위치나 크기를 AI 시뮬레이션으로 미리 검증해, 실제 프로토타입 제작 전에 사용성 문제를 사전에 제거할 수 있습니다.
• 다양한 사용자 그룹에 대한 가상 테스트: 이는 유니버셜 디자인(Universal Design) 실현에 큰 도움이 됩니다. 노인, 어린이, 장애인 등 실제로 테스트하기 어려운 사용자 그룹도 AI 기반 DHM으로 가상 테스트가 가능합니다.
• 인간-로봇 협업 환경의 안전성 검증: 스마트 팩토리, 물류센터 등에서 인간과 로봇이 함께 일하는 환경을 AI 시뮬레이션으로 재현해, 충돌 위험이나 작업 동선의 비효율을 사전에 파악할 수 있습니다.
• 공간 설계 및 서비스 동선 최적화: 예를 들어, 병원이나 공항에서 다양한 사용자의 동선을 시뮬레이션하여, 혼잡 구간이나 병목 현상을 미리 예측하고 최적의 레이아웃을 제안할 수 있습니다.

 

상상을 현실로 만드는 AI 시뮬레이션의 힘

AI 기반 설계 시뮬레이션은

• 반복적인 프로토타입 제작과 테스트에 드는 시간과 비용을 획기적으로 줄여주고,
• 더 많은 사용자 시나리오를 빠르게 검증하며,
• 설계의 품질과 포용성을 한 단계 끌어올릴 수 있는 강력한 도구입니다.

물론, 시뮬레이션 결과의 신뢰성을 높이기 위해서는 실제 사용자 데이터와의 지속적인 검증이 필수적입니다.

AI가 제안하는 최적의 설계가 실제 사용자 경험과 얼마나 일치하는지, 현장 테스트와 피드백을 통해 끊임없이 보완해야 합니다.

 

AI와 함께라면, 우리는 상상 속에서만 가능했던 다양한 사용자 경험을 현실로 구현할 수 있습니다.

다음에는, 'AI와 사용자의 상호작용'을 중심으로 이야기해 보겠습니다.