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[의류 상태관리 자동화를 위한 스마트 로보타이즈 옷장 시스템 설계] 이재경, 곽유리, 김정원, 유용준, 임수빈
Reviewed by 이재경, 곽유리 학부연구원
본 연구는 반복적이면서도 판단이 요구되는 ‘의류 상태관리’ 노동을 Zero Labor에 근접한 수준으로 줄이기 위한 스마트 로보타이즈 옷장 시스템을 제안한 연구이다. 최근 라멘 구조 아파트로의 전환과 같이 주거 환경이 점차 유연해지면서, 가전과 로봇이 기존의 고정된 실내 구조를 넘어 보다 적극적으로 주거 공간에 통합될 가능성이 커지고 있다. 그러나 단일 가전이나 단일 로봇만으로는 의류 관리와 같은 복합적인 가사노동을 완전히 대체하기 어렵다는 한계가 있다. 이에 본 연구는 옷을 찾고, 꺼내고, 분류하고, 보관하며, 다음 날 입을 옷을 고르는 일련의 과정을 ‘의류의 상태관리’로 재정의하고, 이를 자동화하기 위한 Robotized 옷장 시스템을 제안하였다.
제안된 시스템은 크게 스마트 IoT 옷장, 십자 레일 기반 소형 로봇, 기계식 스마트 옷걸이로 구성된다. 스마트 옷장은 의류가 보관되고 분류되는 기본 플랫폼이며, 소형 로봇은 옷장 상부의 십자 레일을 따라 이동하며 의류를 운반하는 역할을 수행한다. 기계식 스마트 옷걸이는 로봇과 결합하여 의류를 회전·이동시키는 인터페이스로 작동한다. 본 연구는 이러한 세 가지 요소를 개별 제품으로 제안하는 데 그치지 않고, 사용자의 의류 관리 흐름 안에서 각 요소가 어떻게 역할을 분담하고 협업하는지를 중심으로 시스템을 설계하였다.
시스템 설계에 앞서 20대부터 70대까지 총 5인을 대상으로 바디스토밍 기법을 적용하여 실제 의류 관리 행동을 관찰하였다. 이를 통해 옷을 찾고 꺼내는 데 걸리는 시간, 높은 위치에 보관된 의류를 꺼낼 때의 불편함, 정리된 옷이 다시 흐트러지는 문제, 입었던 옷과 세탁이 필요한 옷을 구분하는 과정에서 발생하는 번거로움 등 구체적인 Pain Point를 도출하였다. 특히 의류 관리는 단순히 물리적으로 옷을 정리하는 행위가 아니라, 어떤 옷이 어디에 있는지 기억하고, 상태를 판단하며, 상황에 맞는 옷을 선택해야 하는 인지적 부담까지 포함한다는 점을 확인하였다.
이를 바탕으로 본 연구는 소형 로봇이 사용자의 생활 동선과 겹치지 않도록 옷장 상부 레일 공간만을 이동 영역으로 사용하는 구조를 제안하였다. 로봇의 이동 영역을 사람의 손이 주로 닿는 영역과 분리함으로써 충돌 가능성과 심리적 불안감을 줄이고, 사용자가 로봇의 작동을 계속 의식하지 않아도 되는 환경을 만들고자 하였다. 또한 무게 감지 센서, 카메라, RFID 세 가지 센서를 활용하여 의류의 종류, 오염도, 개별 이력 등을 인식하고, 이를 바탕으로 사용자 구역, 세척 구역, 보관 구역으로 자동 분류·운반하는 시스템 흐름을 설계하였다.
기계식 스마트 옷걸이는 트리거 구조를 기반으로 로봇과 결합하고 회전하는 2자유도의 단순한 메커니즘으로 구현하였다. 복잡한 액추에이터나 고도화된 로봇 기술에 의존하기보다, 옷걸이 자체의 구조적 장치를 활용해 로봇과 옷걸이 간의 상호작용을 단순화한 것이 특징이다. 또한 옷장 전면에는 거울형 IoT 도어를 배치하고, 모바일 앱과 연동하여 체형 및 의류 인식 기반 착용 시뮬레이션, 날씨 연동 코디 추천, 세탁물 이동 요청 등의 기능을 제공하도록 하였다. 이를 통해 사용자가 아침마다 옷을 고르는 과정에서 느끼는 시간적·인지적 부담을 줄이고자 하였다.
검증을 위해 실물 크기의 옷장 목업과 로봇, 옷걸이 프로토타입을 제작하였으며, 빔 프로젝터 기반 UI/UX 시뮬레이션 실험을 함께 진행하였다. 그 결과 십자 레일 기반 로봇의 이동 가능성과 스프링 래치 구조를 활용한 옷걸이 파지 방식의 실현 가능성을 확인할 수 있었다. 또한 거울형 인터페이스의 최적 인지 높이 1500mm, 의류 인출 최적 높이 900~1100mm, 수납 영역의 단별 구성 600mm, 930mm, 1320mm 등 사용자 행동에 기반한 구체적인 치수 기준을 도출하였다. 이는 단순히 시스템의 개념을 제안하는 데서 나아가, 실제 주거 환경과 사용자 신체 조건을 고려한 설계 기준을 함께 제시했다는 점에서 의미가 있다.
다만 실제 액추에이터를 탑재한 로봇의 레일 이동 성능, 의류 하중이 걸린 상태에서의 회전 상호작용, 장기간 사용 시 내구성 및 안정성에 대한 검증은 향후 과제로 남았다. 그럼에도 본 연구는 첨단 기술을 무리하게 고도화하지 않더라도, 가전과 로봇의 역할 분담 및 협업 구조를 정교하게 설계함으로써 충분한 생활 효용을 달성할 수 있음을 보여주었다. 나아가 의류 관리뿐 아니라 향후 주방, 욕실, 수납, 세탁 등 다양한 가정 내 가사노동 영역으로 확장될 수 있는 가능성을 제시한다는 점에서 의의가 있다.
[학회 후기]
2026년 6월 6일 한국디자인학회 대학생 학술대회에 참가하여 본 연구에 대한 구두 발표를 진행하였다. 팀 프로젝트로 수행한 연구를 학술 발표 형식으로 정리하여 외부에 공개하는 것은 처음이었기 때문에, 발표 자료를 준비하는 과정에서부터 연구의 핵심 메시지를 어떻게 압축하고 전달할지에 대한 고민이 컸다. 특히 본 연구는 스마트 옷장, 소형 로봇, 스마트 옷걸이라는 세 가지 구성 요소로 이루어져 있어, 각각의 기능을 개별적으로 설명하면 시스템의 전체 흐름이 분산되어 보일 수 있었다. 따라서 발표에서는 세부 요소를 나열하기보다, ‘의류 상태관리’라는 하나의 사용자 경험 흐름 안에서 각 요소가 어떻게 유기적으로 연결되는지를 보여주는 데 중점을 두었다.
학회 당일은 세션마다 청중이 가득 들어차는 등 전반적으로 매우 활기찬 분위기였다. 다양한 학교와 전공의 학생들이 자신의 연구를 발표하고, 발표 이후에도 활발하게 질의응답을 주고받는 모습을 보며 디자인 연구가 단순히 결과물을 보여주는 자리가 아니라, 서로의 관점에서 피드백을 주고받으며 연구를 발전시켜 나가는 과정임을 다시 한번 느낄 수 있었다. 특히 학생 연구임에도 불구하고 문제 정의, 사용자 조사, 프로토타입 제작, 검증 과정까지 비교적 체계적으로 구성된 발표들이 많아, 학술대회가 연구자로서의 태도와 발표 역량을 함께 배울 수 있는 장이라는 점을 체감하였다.
또한 다른 발표들을 청취하며 최근 디자인 연구의 흐름도 확인할 수 있었다. 향기 카트리지의 감정 기반 추천, 운동기기의 개인화된 사용성 개선 등 여러 분야에서 AI를 접목한 연구가 눈에 띄게 많았다. 이는 본 연구에서 사용자의 착용 이력, 날씨 데이터, 의류 상태 정보를 바탕으로 AI 기반 코디 추천 기능을 설계한 방향성과도 맞닿아 있어 흥미롭게 느껴졌다. 전반적으로 AI가 단순한 기술적 기능을 넘어, 사용자의 생활 맥락을 이해하고 개인화된 경험을 제공하는 방향으로 확장되고 있다는 인상을 받았다.
이번 학회는 본 연구를 외부의 시선에서 점검해 볼 수 있는 기회이기도 했다. 연구실 내부에서는 당연하게 받아들였던 시스템 구조나 기능 흐름이 외부 청중에게는 추가적인 설명이 필요한 부분일 수 있다는 점을 느꼈고, 발표 자료의 구성과 용어 선택이 연구의 설득력에 큰 영향을 준다는 것도 알 수 있었다. 특히 ‘로보타이즈 옷장’이라는 개념을 처음 접하는 청중이 전체 시스템을 빠르게 이해할 수 있도록, 사용자의 하루 의류 관리 시나리오를 중심으로 설명하는 방식이 효과적이라는 점을 확인하였다.
[발표 후기]
발표 주제는 ‘의류 상태관리 자동화를 위한 스마트 로보타이즈 옷장 시스템 설계’였다. 본 연구는 가전과 로봇의 역할을 적절히 분담하면 개별 기기의 기술적 한계를 보완하면서도 높은 수준의 자동화를 실현할 수 있다는 가설에서 출발하였다. 이에 따라 옷장 상부의 십자 레일을 이동하는 소형 로봇과 기계식 스마트 옷걸이를 결합한 Robotized 옷장 시스템을 제안하였고, 이를 통해 의류 보관, 분류, 이동, 추천의 흐름을 하나의 통합 시스템으로 설명하였다.
발표에서는 먼저 사용자가 일상적으로 경험하는 의류 관리의 불편함을 제시하고, 이를 단순 정리 문제가 아니라 반복적 판단과 인지적 부담을 포함하는 ‘상태관리’ 문제로 재정의하였다. 이후 사용자 동선과 로봇 이동 영역을 물리적으로 분리한 구조, 무게 감지 센서·카메라·RFID를 활용한 의류 자동 분류 방식, IoT 도어와 모바일 앱을 통한 코디 추천 기능을 하나의 흐름으로 묶어 설명하였다. 또한 실물 크기 목업과 프로토타입 제작, 빔 프로젝터 기반 UI/UX 시뮬레이션을 통해 도출한 검증 결과를 함께 제시하여 연구의 실현 가능성을 강조하였다.
발표를 준비하면서 가장 어려웠던 부분은 시스템의 복합성을 제한된 시간 안에 명확하게 전달하는 것이었다. 스마트 옷장, 로봇, 옷걸이, 센서, 인터페이스, 앱 기능이 모두 포함되어 있기 때문에 자칫하면 연구가 복잡하게 느껴질 수 있었다. 이를 해결하기 위해 발표 구조를 ‘사용자의 불편함 → 의류 상태관리 문제 정의 → 시스템 구성 → 작동 시나리오 → 프로토타입 검증’의 순서로 정리하였고, 청중이 사용자의 행동 흐름을 따라가며 시스템을 이해할 수 있도록 구성하였다.
질의응답 과정에서는 로보타이즈 옷장의 치수 기준과 십자 레일 구조의 의도에 대한 질문을 받았다. 첫 번째 질문은 “로보타이즈 옷장의 전체적인 규격은 어떤 기준으로 산정하였는가?”였다. 이에 대해 사용자 관찰과 프로토타입 검증을 바탕으로 치수를 설정하였다고 답변하였다. 거울형 인터페이스는 사용자의 눈높이를 고려해 1500mm로 설정하였고, 옷을 꺼내는 위치는 손이 자연스럽게 닿는 900~1100mm 범위로 설정하였다. 또한 자주 사용하는 의류는 930mm 근처에 배치하고, 계절 의류나 사용 빈도가 낮은 의류는 1320mm와 600mm 영역으로 나누어 구성하였다. 전체적으로는 사용자 관찰에서 도출된 ‘꺼내기 불편함’을 줄이는 방향으로 치수를 산정하였다고 설명하였다.
두 번째 질문은 “십자 레일 구조로 설정한 의도는 무엇인가?”였다. 이에 대해서는 로봇이 XY축으로 자유롭게 이동하며 각 구역에 의류를 운반할 수 있도록 하기 위해 십자형 레일 구조를 설정하였다고 답변하였다. 또한 로봇이 옷장 상부 레일에서만 이동하도록 한 이유는 사람의 생활 동선과 로봇의 이동 동선을 명확하게 분리하기 위함이었다. 사람과 로봇이 같은 공간을 공유할 경우 충돌 가능성뿐 아니라 심리적 불안감이 생길 수 있기 때문에, 설계 초기 단계부터 두 동선을 분리하고자 했다고 설명하였다.
이번 발표를 통해 연구의 핵심 아이디어를 외부 청중에게 전달하는 과정에서, 기술적 기능보다 사용자 경험의 흐름을 중심으로 설명하는 것이 중요하다는 점을 배웠다. 또한 질의응답을 통해 현재 연구에서 더 명확히 보완해야 할 부분도 확인할 수 있었다. 향후에는 실제 구동 로봇의 성능 검증, 의류 하중 조건에서의 안정성 평가, 장기간 사용 시 사용자 수용성 평가 등을 추가로 진행한다면 연구의 완성도를 더욱 높일 수 있을 것으로 보인다.
[청취 후기]
주제 1: 감정 기반 향기 카트리지 CMF 디자인 연구
해당 연구는 향기 카트리지를 적용한 제품의 CMF 디자인을 제안한 연구였다. 발표를 들으며 가장 먼저 인상 깊었던 부분은 향이라는 비가시적이고 주관적인 경험을 CMF와 제품 구조를 통해 어떻게 구체화할 수 있는지에 대한 시도였다. 향은 색상이나 형태처럼 눈으로 직접 확인할 수 있는 요소가 아니기 때문에, 사용자가 어떤 향을 선택하고 경험하는 과정에서 제품의 형태, 색상, 재질, 인터페이스가 중요한 매개 역할을 한다는 점이 흥미로웠다.
발표를 들으며 사용자마다 후각의 민감도가 크게 다르고, 특정 향에 대해 ‘편안함’이나 ‘쾌적함’을 느끼는 기준 역시 사람마다 다를 수 있다는 점에서 질문을 하였다. 특히 이러한 개인차를 어떤 기준으로 반영하여 향기 카트리지의 크기와 형태를 산정했는지가 궁금하였다. 타사 제품들이 대체로 비슷한 사이즈를 채택하고 있다는 점도 함께 언급하며, 본 연구에서 제안한 CMF 및 폼팩터의 산정 기준이 사용자 조사 기반인지, 기존 제품 분석 기반인지 추가로 질문하였다. 또한 모델링 상에서 향기 카트리지가 사용자가 직접 선택해 장착하는 방식인지, 아니면 사용자의 감정 상태에 따라 시스템이 자동으로 향을 조합해 주는 방식인지에 대해서도 질문하였다.
이 연구를 들으며 본 연구의 로보타이즈 옷장 시스템과 연결되는 지점도 발견할 수 있었다. 본 연구에서 AI가 사용자의 착용 이력과 날씨 데이터를 바탕으로 코디를 추천하는 것처럼, 향기 카트리지 제품 역시 사용자의 감정, 상황, 선호 데이터를 학습한 AI가 향 조합을 추천하는 방향으로 발전할 수 있을 것이다. 그렇게 된다면 단순히 사용자가 향을 선택하는 선택형 인터페이스를 넘어, 사용자의 상태와 맥락에 반응하는 개인화된 감각 경험을 제공할 수 있을 것으로 보인다. CMF나 폼팩터 설계뿐 아니라, 그 안에 담기는 콘텐츠인 향을 어떻게 운영하고 추천할 것인지에 대한 AI 로직까지 함께 고려한다면 제품의 완성도가 한층 높아질 수 있겠다고 느꼈다.
주제 2: 노인 사용성을 고려한 통합형 악력 운동기기 디자인 연구
해당 연구는 노인의 운동 흥미 부족 문제를 해결하기 위한 통합형 악력 운동기기를 제안한 연구였다. 발표에서는 노인 사용자가 보다 쉽고 지속적으로 악력 운동을 할 수 있도록 제품의 형태, 사용 방식, 디스플레이 및 휴대폰 연동 구조를 함께 제안하였다. 특히 단순한 운동기기를 넘어, 사용자가 자신의 운동 상태를 확인하고 동기를 유지할 수 있도록 돕는 인터랙션 기기로 확장하려는 시도가 인상적이었다.
발표를 들으며 먼저 ‘운동 흥미 부족’이라는 문제 인식의 근거가 된 실질적인 데이터와 조사 과정이 궁금하였다. 노인 사용자의 운동 지속성이 낮은 이유가 단순히 흥미 부족 때문인지, 아니면 기기의 사용 난이도, 운동 효과에 대한 불확실성, 신체적 피로감, 보관 및 휴대의 불편함 등 다른 요인과도 연결되어 있는지 질문하였다. 또한 조사 과정에서 발견된 구체적인 Pain Point가 무엇인지, 그리고 제품 설계 과정에서 사용 과정의 다른 허들까지 함께 고려되었는지도 추가로 여쭤보았다.
CMF 및 구조 설계와 관련해서는 휴대폰 거치대의 사용성이 궁금하였다. 휴대폰 크기와 디바이스 종류가 매우 다양하기 때문에 이를 조절해 주는 메커니즘이 무엇인지 질문하였고, 디바이스가 결합되었을 때 전체 무게가 200g을 넘어갈 것으로 예상되는 만큼 무게 증가가 노인 사용자의 사용성에 어떤 영향을 미치는지도 함께 질문하였다. 또한 시니어 사용자에게는 g/kg과 같은 단위보다 ‘한 근’, ‘한 포’와 같은 생활 밀착형 단위가 더 익숙할 수 있다는 점에서, 운동량이나 무게 단위 표현에 대한 사용성 테스트가 있었는지도 질문하였다.
이 연구를 들으며 본 연구의 옷장 시스템과 마찬가지로, 제품이 단일 기능을 수행하는 도구를 넘어 사용자의 생활 데이터와 결합된 인터랙션 시스템으로 발전할 수 있다는 가능성을 보았다. 본 연구의 옷장 시스템이 센서 데이터를 종합해 의류 상태를 자동으로 인식하고 분류하는 것처럼, 악력 운동기기 또한 사용자의 악력 변화, 사용 빈도, 운동 지속 시간, 피로도 등의 데이터를 축적할 수 있다. 이를 바탕으로 AI가 개인별 운동 강도나 루틴을 추천한다면, 단순한 운동기기를 넘어 노인 사용자의 건강 관리 흐름에 통합된 제품 서비스 시스템으로 발전할 수 있을 것이다.
두 발표를 청취하며 공통적으로 느낀 점은, 최근 디자인 연구에서 제품의 형태나 기능만을 제안하는 것을 넘어 사용자 데이터를 기반으로 개인화된 경험을 설계하려는 흐름이 강해지고 있다는 것이다. 향기 카트리지 연구는 감정과 향이라는 감각 데이터를, 악력 운동기기 연구는 운동 수행과 신체 데이터를 중심으로 제품 경험을 확장하고 있었다. 이러한 흐름은 본 연구가 제안한 로보타이즈 옷장 시스템 역시 단순한 자동화 가구가 아니라, 사용자의 생활 패턴과 의류 데이터를 기반으로 작동하는 주거 내 지능형 시스템으로 발전해야 한다는 점을 다시 생각하게 해 주었다.
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