시제품 중심 제품개발의 구조적 전환
제품개발의 속도는 빠르게 높아지고 있지만, 실제 제품을 검증하는 방식은 여전히 물리적 시제품에 크게 의존하고 있습니다. 제품 콘셉트를 정한 뒤 3D 모델을 만들고, 금형이나 목업을 제작하고, 실제 사용자를 모집해 테스트한 다음 다시 설계를 수정하는 과정에는 상당한 시간과 비용이 필요합니다. 제품의 크기나 곡률, 조작부 위치처럼 작은 요소를 변경하더라도 3D 모델 수정과 시제품 재제작, 추가 테스트가 연쇄적으로 발생할 수 있습니다. 특히 가구, 모빌리티, 웨어러블, 의료기기, 스포츠용품처럼 사람의 몸과 직접 접촉하는 제품은 외관만으로 완성도를 판단하기 어렵기 때문에 반복 검증에 따른 부담이 더욱 크게 나타납니다. 시장 출시 주기가 짧아지고 사용자 요구가 세분화되는 상황에서, 실물 제작 이후에 문제를 발견하는 방식만으로는 개발 속도와 품질을 동시에 확보하기 어려워지고 있습니다.
생성형 AI와 3D 설계 기술의 발전은 제품 아이디어를 빠르게 시각화하고 다양한 디자인 대안을 만드는 일을 이전보다 쉽게 만들었습니다. 그러나 더 많은 제품 이미지를 생성할 수 있다는 사실이 곧 더 좋은 제품을 만들 수 있다는 의미는 아닙니다. 이제 산업계의 핵심 과제는 제품을 얼마나 빠르게 생성하는가에서 생성된 제품을 얼마나 빠르고 신뢰성 있게 검증하는가로 이동하고 있습니다. AI가 만든 제품의 형태가 실제 사람의 체형과 움직임을 수용하는지 확인하지 못한다면, 빠른 생성은 오히려 수정해야 할 설계안의 수만 늘릴 수 있습니다. 이러한 문제는 생성형 AI가 만든 제품, 실제 사람에게도 사용할 수 있을까: 제품 생성에서 인체 적합성 검증까지에서 다룬 제품 생성 이후의 기술적 과제와도 연결됩니다. 앞으로의 제품개발 경쟁력은 디자인 대안을 많이 만드는 능력뿐 아니라, 실제 제작에 들어가기 전에 각 설계안의 사용성과 인체 적합성을 선별하는 능력에서 결정될 가능성이 큽니다.
제품과 인체가 만나는 복합적 상호작용
사람이 사용하는 제품은 단순한 길이와 너비만으로 정의되지 않습니다. 의자는 등과 허리, 골반, 허벅지를 지지하고, 헤드셋은 머리와 얼굴, 코와 귀의 곡률을 따라 하중을 전달합니다. 손잡이는 손 크기뿐 아니라 손가락의 굽힘, 손목의 회전, 팔꿈치 위치와 팔의 도달범위에 영향을 받으며, 자동차 시트와 운전석은 골반 위치, 무릎 각도, 페달까지의 거리, 스티어링휠 조작 자세와 시야를 함께 고려해야 합니다. 이처럼 제품과 신체의 관계는 크기가 맞는지를 확인하는 문제를 넘어, 사용자가 제품에 접촉하고 자세를 바꾸며 힘을 가하는 전 과정을 평가하는 문제입니다. 제품의 한 부분에서 발생한 작은 불일치도 사용자의 다른 신체 부위와 자세에 연쇄적인 영향을 줄 수 있기 때문에, 제품과 인간의 적합성은 개별 치수보다 전체적인 상호작용의 관점에서 분석해야 합니다.
평균 신장이나 평균 팔 길이처럼 하나의 대표값을 기준으로 설계하면 제품의 기본 치수를 정하는 데에는 도움이 될 수 있습니다. 그러나 동일한 키와 체중을 가진 사람도 어깨 경사, 허리 곡률, 골반 너비, 팔과 다리의 비율, 관절 위치와 가동범위가 서로 다를 수 있습니다. 체형이 작은 사용자는 손이 조작부에 닿지 않을 수 있고, 체형이 큰 사용자는 제품 내부에서 움직임이 제한되거나 특정 부위에 압박을 받을 수 있습니다. 고령자나 관절 움직임이 제한된 사용자는 평균적인 성인이 자연스럽게 수행하는 동작에서도 더 큰 부담을 경험할 수 있습니다. 이러한 평균값 중심 설계의 한계는 AI 피팅은 왜 실패하는가: 평균 체형 데이터의 한계와 3D 인체데이터의 필요성에서 제시한 데이터 활용 방식과 함께 이해할 수 있습니다. 또한 사람이 앉거나 팔을 들어 올리고 무릎을 굽히는 동안에는 신체 형상과 접촉면이 계속 변화하므로, 시간에 따른 부담을 분석하는 등·허리·엉덩이 체압 기반 장시간 착석 피로도 예측 방식과 같은 접근도 제품검증 과정에서 중요하게 고려되어야 합니다.
디지털휴먼과 동작 기반 가상검증
디지털휴먼 기반 제품 테스트는 실제 시제품을 제작하기 전에 가상환경 안에서 제품과 사용자의 상호작용을 검토하는 방식입니다. 이때 디지털휴먼은 사람의 외형을 시각적으로 재현한 아바타에 머무르지 않습니다. 신장과 체중, 신체 부위별 치수, 곡률, 단면, 체적, 관절 위치와 가동범위가 포함되어야 제품 설계에 활용할 수 있는 분석 모델이 됩니다. 이러한 디지털휴먼을 제품의 3D 설계 데이터와 결합하면 손이 조작부까지 도달하는지, 신체와 제품이 충돌하는 구간은 없는지, 착석 자세에서 무릎이나 팔꿈치를 움직일 공간이 충분한지를 실물 제작 전에 확인할 수 있습니다. 또한 작은 체형과 큰 체형, 서로 다른 신체 비율, 아동, 고령자, 관절 움직임이 제한된 사용자 등 다양한 체형의 디지털 페르소나를 동일한 조건에서 반복적으로 시험함으로써 제품이 실제 사용자 분포의 어느 범위까지 수용할 수 있는지를 비교할 수 있습니다. 사람이 포함된 가상환경이 중요한 이유는 디지털트윈은 왜 인간부터 복제하기 시작했는가에서 다룬 인간 중심 디지털트윈의 방향과도 이어집니다.
그러나 제품 사용은 특정 자세를 정지 화면처럼 확인하는 것으로 끝나지 않습니다. 사용자는 제품을 착용하고, 앉고, 일어나고, 손을 뻗고, 몸을 회전하며, 이동하는 동안 계속해서 제품과 상호작용합니다. 따라서 앞으로의 가상검증은 정적인 3D 인체 형상에 시간축을 더한 4D 동작데이터를 활용하는 방향으로 발전해야 합니다. 동작 과정에서 관절각이 어떻게 변하는지, 신체가 어느 공간을 지나가는지, 제품과 가까워지거나 충돌하는 부위가 어디인지, 어떤 순간에 비정상적인 자세가 발생하는지를 분석할 수 있어야 합니다. 이러한 동작 기반 설계는 작업환경 설계를 위한 4D 동작 기반 점유공간 데이터 활용에서 설명한 접근을 일반 제품개발과 가상 사용성 평가로 확장한 것입니다. 향후에는 거리와 충돌 여부를 확인하는 기하학적 분석에 체압, 접촉면, 동작 안정성 데이터가 더해지고, AI가 여러 체형과 제품 조건에서 발생하는 결과를 비교해 불편이나 위험 가능성이 높은 설계안을 선별하게 될 것입니다. 이는 실제 사용자 테스트를 없애는 것이 아니라, 더 검증된 시제품을 실제 평가 단계로 전달하기 위한 가상 사전검증 체계를 구축하는 과정입니다.
인체데이터 기반 제품개발을 위한 컴포랩스의 접근
Comfolabs는 3D 휴먼 빅데이터와 인체공학 분석 기술을 기반으로 제품이 실제 사람의 몸과 어떻게 접촉하고 상호작용하는지를 설계에 활용할 수 있는 데이터로 전환합니다. 제품마다 필요한 인체정보가 서로 다르기 때문에 단순히 많은 신체치수를 확보하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 의자와 자동차 시트는 골반 형상, 착좌 자세, 등과 허벅지의 접촉 조건이 중요하고, 웨어러블은 착용 부위의 곡률과 동작 중 체표 변화가 중요합니다. 손으로 잡고 조작하는 제품은 손 크기와 손가락 자세, 손목 회전, 팔의 도달범위가 핵심이 됩니다. 컴포랩스는 제품의 용도와 타깃 사용자, 사용 동작에 따라 필요한 치수와 형상, 자세, 관절 및 동작 데이터를 선별하고, 제품 설계와 사용성 평가에 활용할 수 있도록 분석합니다. SIZE LAB은 이러한 과정에서 사용자 집단의 신체치수 분포와 3D 체형 특성을 분석하고, 특정 제품의 타깃 사용자를 대표하는 디지털 페르소나와 설계 기준을 마련하는 역할을 합니다. 이를 통해 평균값 하나를 적용하는 방식에서 벗어나 작은 체형부터 큰 체형까지 제품이 수용해야 하는 사용자 범위를 구체적으로 설정할 수 있습니다.
Doodll은 제품 아이디어와 디자인 대안, 렌더링, 3D 자산을 하나의 AI 제품개발 워크플로 안에서 연결하는 역할을 합니다. 제품의 형태를 생성하는 과정에 Product-Human Fit 분석과 가상 사용성 시뮬레이션이 결합되면, 개발자는 여러 디자인을 만든 뒤 외관이 가장 좋은 안을 선택하는 데 그치지 않고 다양한 디지털휴먼이 제품을 착용하고, 앉고, 잡고, 조작하는 과정을 비교할 수 있습니다. 아이디어에서 3D 모델과 검증 단계까지 이어지는 구조는 아이디어·3D 모델링·테스트를 하나로 연결하는 AI 제품개발 플랫폼, Doodll에서 제시한 통합형 제품개발 방식과 연결됩니다. 제품 테스트의 미래는 물리적 시제품을 완전히 없애는 데 있지 않습니다. 더 중요한 변화는 실제 제작과 사용자 테스트에 들어가기 전에 다양한 체형과 동작 조건에서 설계를 충분히 탐색하고, 문제가 발생할 가능성이 높은 부분을 미리 수정하는 것입니다. 디지털휴먼 기반 가상검증은 제품을 먼저 만들어 놓고 사람에게 맞추는 방식에서 벗어나, 설계 초기부터 사람의 몸을 제품개발 과정에 참여시키는 기술입니다. 앞으로의 경쟁력은 제품을 얼마나 많이 생성할 수 있는가보다, 생성된 제품이 다양한 사람에게 얼마나 안전하고 편안하며 사용하기 쉬운지를 설명하고 검증할 수 있는 능력에서 결정될 것입니다.
English Version :
How Digital Human Simulation Validates Products Before Physical Prototyping
