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Hwang, S., Choi, S., Kim, J., Seo, S., Lee, J., & Pak, K. From Designer Experience to Robot Perception: Evaluating Animation-Based Motion Design
  • 작성자 HIDE
  • 조회수 22
2026-02-12 15:39:05

Topic: From Designer Experience to Robot Perception: Evaluating Animation-Based Motion Design

 

This study aims to quantitatively examine how animation-based robot motion design influences designers’ technology acceptance and how it relates to observers’ perceptions of the robot. To this end, the authors developed an animation-to-actuation workflow (Blender2Motor) that converts keyframe animations created in Blender into servo-motor control for real robot playback. The pipeline covers bone-to-motor mapping, Bézier-curve timing control via the Graph Editor, motor parameter settings, exporting keyframe data, executing motion on the robot, and visualizing discrepancies by comparing target positions with actual motor positions.

The evaluation was conducted with two groups: a user group composed of designers and engineers who directly used the system, and a viewer group who only watched instructional material and demonstrations. The user group was assessed using the Technology Acceptance Model (TAM), including perceived usefulness and perceived ease of use, along with animation-based usability attributes and overall satisfaction. The viewer group evaluated robot perception using the Godspeed Questionnaire Series, focusing on anthropomorphism, animacy, likeability, perceived intelligence, and perceived safety.

The analysis showed that the strongest driver of designers’ acceptance was the ease of rapid iterative testing, followed by the convenience of motion modification and fine-tuning, and the intuitiveness of the keyframe-based workflow. Importantly, these factors appeared to operate through different acceptance pathways: modification convenience was more tightly linked to perceived ease of use, whereas keyframe intuitiveness was more strongly associated with perceived usefulness. This suggests that editability primarily reduces interaction complexity, while the intuitiveness of the animation authoring paradigm reinforces the sense of practical value.

In contrast, the usability attributes did not exhibit strong direct relationships with the five Godspeed dimensions at the aggregate level. However, item-level results indicated meaningful links between motion expression freedom and several likeability-related items, as well as parts of safety-related impressions. Likewise, motor–animation match was associated with likeability items and also connected to perceived animacy (e.g., the dead–alive impression). These patterns imply that observers’ impressions may depend less on whether the tool feels convenient to creators and more on whether the resulting motion is rendered convincingly, particularly through high transfer fidelity and expressive capacity.

Notably, no significant correlation was found between the user group’s overall TAM scores and the viewer group’s overall Godspeed scores, indicating that improvements in creators’ experience do not automatically translate into improved observer perception. Additional analyses suggested that hands-on experience substantially shapes perceived ease of use, meaning that observation-only exposure may be insufficient for forming accurate judgments about controllability and workflow clarity. The authors also discuss the possibility that prior experience with 3D animation tools can shift evaluation criteria and motion authoring tendencies, potentially affecting how social and affective qualities are expressed in the resulting motions.

Qualitative feedback reinforced the advantages of rapid testing, intuitive editing, high expressive freedom, and immediate verification through Blender-based previews. At the same time, respondents highlighted limitations such as the lack of a fully code-free environment, Blender’s learning curve, incomplete modeling of physical constraints (e.g., torque and inertia), and potential overhead for very simple motions. Overall, the study concludes that animation-based approaches can accelerate iteration and strengthen designer acceptance in multidisciplinary robot development, while emphasizing that improving observer perception requires explicit attention to outcome-critical factors—especially animation–actuation alignment and expressive freedom—rather than assuming they will improve as a byproduct of better tooling.

 
 

본 연구는 애니메이션 기반 로봇 모션 디자인이 디자이너의 기술 수용성(technology acceptance)과 실제 로봇에 대한 관찰자(뷰어) 인식에 어떤 방식으로 영향을 미치는지를 정량적으로 규명하는 것을 목적으로 한다. 특히 “애니메이션 도구를 쓰면 편하다” 수준의 서술을 넘어, 어떤 사용성 특성이 수용을 직접적으로 견인하는지, 그리고 그 특성이 결과 모션의 품질과 뷰어 인상에 어떤 경로로 연결되는지를 분해해 설명하고자 했다.

연구진은 Blender에서 제작한 키프레임 애니메이션을 서보모터 제어로 변환해 실제 로봇에서 재생할 수 있는 파이프라인(Blender2Motor)을 구축했다. 이 파이프라인은 본(bone) 구조와 모터 간 매핑, 그래프 에디터 기반의 속도·완급(타이밍) 조절, 모터 파라미터(모터 ID, 기어비, 회전축 등) 설정, 키프레임 데이터의 내보내기 및 로봇 구동, 그리고 목표 포지션과 실제 포지션을 비교·시각화하는 검증 절차로 구성된다. 즉, 디자이너가 3D 애니메이션 환경에서 조형적으로 “움직임을 설계”한 뒤, 그 의도가 실제 하드웨어 구동으로 얼마나 충실히 전이되는지까지 확인할 수 있도록 설계·구현·검증 단계가 하나의 워크플로로 연결되도록 한 점이 핵심이다.

평가는 시스템을 직접 사용한 디자이너/엔지니어 사용자 집단과, 안내 영상 및 시연을 관찰한 뷰어 집단으로 나누어 진행되었다. 사용자 집단은 TAM(지각된 유용성, 지각된 사용용이성)과 애니메이션 기반 사용성 특성(예: 반복 테스트 용이성, 수정 편의성, 표현 자유도, 모터-애니메이션 일치도 등) 및 만족도를 측정했고, 뷰어 집단은 Godspeed 척도(의인화, 생동감, 호감도, 지능, 안전)를 중심으로 로봇의 움직임이 유발하는 인상을 평가했다. 이를 통해 제작자 관점(도구 경험)과 관찰자 관점(결과물 인식)을 분리해 측정하고, 두 영역이 실제로 어느 정도 연동되는지까지 검증할 수 있도록 연구 설계를 구성했다.

분석 결과, 디자이너 수용을 가장 강하게 설명한 요인은 빠른 반복 테스트의 용이성이었고, 그 다음으로 모션 수정·미세조정의 편의성, 키프레임 방식의 직관성이 수용성과 유의하게 연결되었다. 특히 수정 편의성은 사용용이성(PEOU) 인식과 더 강하게, 키프레임 직관성은 유용성(PU) 인식과 더 강하게 맞물려, 편집 가능성과 창작 방식의 직관성이 서로 다른 경로로 수용을 견인함을 시사했다. 다시 말해, “수정이 쉽다”는 속성은 학습 부담과 작업 복잡도를 낮춰 도구를 ‘쓰기 편하다’고 느끼게 만들고, “키프레임이 직관적이다”는 속성은 작업 결과를 빠르게 통제하고 의도를 구현하게 해 ‘쓸모 있다’고 느끼게 만드는 방식으로 작동했을 가능성이 크다.

반면, 사용성 특성은 Godspeed의 5개 차원 점수와는 대체로 직접적인 연관이 약했으나, 항목 수준에서는 의미 있는 연결이 관찰되었다. 예를 들어 모션 표현의 자유도와 애니메이션-모터 일치도는 호감도 및 일부 안전 관련 인식과 유의하게 연결되어, 뷰어 인식에는 “도구가 편한가”보다 “결과 모션이 얼마나 자연스럽고 설득력 있게 구현되는가”가 더 직접적으로 작동할 수 있음을 보여주었다. 이는 제작 단계의 사용성 개선이 곧바로 감성적 인상 개선으로 이어진다기보다, 실제로는 전이 충실도(애니메이션 의도의 재현)와 표현력(동작의 다양성과 미묘한 뉘앙스)처럼 결과물의 품질을 결정하는 요인이 뷰어 평가를 더 강하게 좌우할 수 있음을 시사한다.

또한 사용자 집단의 TAM 총점과 뷰어 집단의 Godspeed 총점 사이에는 유의한 상관이 나타나지 않아, 제작자 경험의 개선이 관찰자 인식의 개선으로 자동 전이되지 않는다는 점이 확인되었다. 추가적으로 직접 사용 경험은 사용용이성 인식에 큰 영향을 주어, 시연 영상만으로는 조작성과 워크플로 명확성에 대한 인식이 충분히 형성되지 않을 수 있음을 시사했다. 아울러 3D 애니메이션 숙련도와 인식 지표 사이에서 일부 음의 상관이 관찰되어, 특정 도구 경험이 모션의 정서적 표현 방식이나 평가 기준(예: 움직임의 “사회적” 뉘앙스에 대한 민감도)에 영향을 줄 가능성이 논의되었다. 즉, 숙련자일수록 더 엄격한 기준으로 평가하거나, 기능 중심의 동작 구성에 치우쳐 감성적 인상이 약해질 수 있다는 해석이 가능하다.

인터뷰와 정성 피드백에서는 빠른 테스트와 직관적 수정, 높은 표현 자유도, 가상 프리뷰 기반의 즉각 검증이 핵심 강점으로 반복 언급되었다. 동시에 코드-프리 환경의 한계, Blender 학습 곡선, 물리 제약(토크·관성 등) 반영의 부족, 단순 모션에서는 오버헤드가 생길 수 있다는 점이 개선 과제로 제시되었다. 이는 향후 도구 발전 방향이 “더 쉽게 만들기”뿐 아니라 “물리적 현실성과 전이 정확도를 높이기”, “단순 작업의 비용을 낮추기”, “비전문가의 학습 진입 장벽을 줄이기” 등으로 확장될 필요가 있음을 의미한다.

종합적으로 본 연구는 애니메이션 기반 접근이 다학제 로봇 개발에서 반복·수정 중심의 디자인 작업을 가속하고 디자이너 수용을 높이는 데 실질적으로 기여함을 보여준다. 동시에 관찰자 인식 향상을 위해서는 특히 애니메이션과 실제 구동의 정합성 및 표현 자유도처럼 결과물의 질을 결정하는 요인을 설계 목표로 명시하고 체계적으로 관리해야 하며, 제작자 경험 지표와 뷰어 인식 지표를 분리해 평가·개선하는 전략이 필요하다는 함의를 제안한다.

 
 


This work was supported by the Industrial Technology Innovation Program(20018805) funded By the Ministry of Trade, Industry & Energy(MOTIE, Korea)
This work was supported by 2025 Hongik University Innovation Support Program Fund

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