자동차 시트 설계는 왜 앉은 사람의 3D 인체데이터가 필요한가

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이동 경험을 결정하는 자동차 시트의 변화

자동차 시트는 더 이상 차체 안에 설치되는 단순한 좌석 부품이 아닙니다. 운전자는 짧은 출퇴근부터 장거리 주행까지 오랜 시간 시트와 직접 접촉하며, 시트의 형상과 지지 구조는 착좌 자세, 피로도, 조작성, 시야, 승하차 편의성, 안전벨트 위치까지 폭넓게 영향을 줍니다. 전동 조절, 요추 지지, 통풍·마사지와 같은 기능이 확대되고 차량 내부가 단순한 운전 공간에서 이동 중 휴식과 업무까지 고려하는 공간으로 변화하면서, 자동차 시트에는 더 세밀한 사용자 이해가 요구되고 있습니다. 특히 전동화와 자율주행 기술의 발전으로 탑승자의 자세가 다양해질수록 “평균적인 운전 자세에 맞는 시트”만으로는 여러 사용 상황을 충분히 설명하기 어려워집니다.

이러한 변화는 자동차 개발의 경쟁 기준을 소재나 기계적 성능만이 아니라 사람이 실제로 어떻게 앉고, 움직이고, 제품과 상호작용하는가까지 확장시키고 있습니다. 작은 체형의 운전자가 페달과 스티어링 휠을 동시에 안정적으로 조작할 수 있는지, 큰 체형의 탑승자가 무릎과 대시보드 사이에 충분한 공간을 확보하는지, 고령 사용자가 과도한 관절 움직임 없이 승하차할 수 있는지와 같은 질문이 차량 설계 단계부터 고려되어야 합니다. 제품을 실제로 제작한 뒤 사용자 테스트에서 문제를 발견하기보다 설계 단계에서 다양한 사람을 가상으로 검토하려는 흐름은 디지털휴먼 기반 제품 테스트: 실물 제작 전 가상검증이 제품개발을 바꾸는 방법에서 다룬 제품개발 방식과도 맞닿아 있습니다. 자동차·모빌리티 분야에서 착좌 자세, 좌석 설계, 시야·조작성, 내부 공간, 체압과 탑승 동작이 함께 중요한 설계 조건으로 다뤄지는 이유도 여기에 있습니다.

시트와 인체가 만나는 입체적 접촉면

자동차 시트에 사람이 앉는 순간 몸과 제품 사이에서는 단순한 길이 비교보다 훨씬 복잡한 상호작용이 시작됩니다. 골반은 좌판 위에서 착좌 위치를 결정하고, 엉덩이와 허벅지는 체중을 분산하며, 허리와 등은 등받이의 곡률과 지지 위치에 따라 자세가 달라집니다. 머리와 목은 헤드레스트와 관계를 맺고, 다리는 페달까지 도달해야 하며, 팔과 어깨는 스티어링 휠과 각종 조작부를 편안하게 사용할 수 있어야 합니다. 따라서 시트 설계에서 중요한 것은 단순히 신장이나 앉은키가 아니라 골반의 위치와 기울기, 등·허리의 3D 곡률, 허벅지 두께와 길이, 무릎 각도, 다리와 팔의 도달범위, 눈 위치 등이 서로 어떻게 연결되는지를 이해하는 일입니다.

평균 치수만으로는 이러한 관계를 충분히 표현하기 어렵습니다. 같은 키의 두 사람도 다리와 몸통의 비율, 골반 너비, 허리 곡선, 어깨 위치가 다를 수 있으며, 앉았을 때 신체 형상 또한 서 있을 때와 동일하지 않습니다. 좌판이 지나치게 깊으면 체형이 작은 사람은 등받이에 등을 붙인 채 발을 안정적으로 지지하기 어렵고, 반대로 좌판 폭이나 허벅지 공간이 부족하면 큰 체형의 사용자에게 압박과 움직임 제한이 발생할 수 있습니다. 특히 H-point를 중심으로 형성되는 골반 위치와 몸통 각도는 단순한 좌석 치수를 넘어 페달 거리, 무릎 공간, 스티어링 조작, 시선 위치까지 연쇄적으로 영향을 줍니다. 착석 중 발생하는 하중을 이해하려면 형상뿐 아니라 접촉면의 압력 분포도 함께 살펴야 하며, 이러한 접근은 등·허리·엉덩이 체압 기반 장시간 착석 피로도 예측 방식에서 설명한 데이터 활용 방식과 함께 이해할 수 있습니다. 실제 체압 매핑은 좌판과 등받이에서 압력이 어느 위치에 집중되는지를 정량화하고, 체형과 자세에 따라 접촉 조건이 어떻게 달라지는지 살펴보는 데 활용할 수 있습니다.

3D 인체데이터에서 가상 착좌 검증으로의 확장

자동차 시트 설계에 필요한 인체데이터도 이제 몇 개의 치수표를 참조하는 방식에서 계산 가능한 3D 사용자 모델을 활용하는 방향으로 발전하고 있습니다. 3D 인체데이터는 신체의 길이와 너비뿐 아니라 등과 허리의 곡률, 골반과 허벅지의 단면, 체표 형상과 부위 간 공간 관계를 입체적으로 표현할 수 있습니다. 여기에 관절 위치와 가동범위를 연결하면 운전자가 어느 자세에서 페달을 밟고, 스티어링 휠을 잡으며, 센터페시아나 조작부까지 손을 뻗을 수 있는지를 가상환경에서 분석할 수 있습니다. 한 명의 평균 인체모델만 배치하는 대신 작은 체형부터 큰 체형, 서로 다른 신체 비율과 연령 특성을 가진 여러 3D 페르소나를 동일한 차량 공간에서 비교하면 시트의 조절 범위와 수용 범위를 보다 현실적으로 검토할 수 있습니다.

다음 단계에서는 정적인 착좌 자세뿐 아니라 시간에 따라 변화하는 자세까지 분석 대상으로 확장될 수 있습니다. 사람이 차량에 타고 내리거나, 페달을 바꾸어 밟고, 몸통을 회전해 주변을 확인하고, 장시간 운전 중 자세를 조금씩 바꾸는 과정에서는 인체와 시트의 접촉 관계가 계속 변합니다. 따라서 4D 동작데이터, 체압데이터, 디지털휴먼과 가상 시뮬레이션을 목적에 맞게 결합하면 특정 시점의 자세 적합성뿐 아니라 승하차 동작, 관절 부담, 접촉 위치의 변화까지 비교할 수 있습니다. 이러한 변화는 디지털 휴먼은 왜 이제 움직임 데이터를 원하게 되었는가에서 제시한 정적 인체정보에서 동작 기반 인간 모델로의 확장과도 자연스럽게 이어집니다. 실물 시제품을 반복 제작하기 전에 다양한 체형과 자세 조건을 디지털 환경에서 비교할 수 있다는 점에서 이러한 기술은 자동차 시트 개발의 시간과 비용뿐 아니라 설계 의사결정의 질을 높이는 기반이 될 수 있습니다.

휴먼데이터를 자동차 설계 조건으로 전환하는 컴포랩스

컴포랩스(Comfo Labs)는 대규모 3D 휴먼 빅데이터와 인체공학 분석 기술을 바탕으로 사람의 신체적 다양성을 실제 제품 설계에 활용할 수 있는 데이터로 전환하고 있습니다. 자동차 시트 개발에서는 단순히 “평균적인 사람의 치수”를 제공하는 것보다 목표 사용자군에서 어떤 체형과 자세의 차이가 존재하고, 그 차이가 좌판·등받이·헤드레스트·조절 범위와 어떻게 연결되는지를 정의하는 과정이 중요합니다. 사이즈랩(SIZE LAB)은 인체치수와 3D 형상, 사용자 집단의 분포와 대표 인체모델을 분석함으로써 설계자가 목표 사용자를 보다 구체적인 인체 설계 조건과 3D 페르소나로 구성할 수 있도록 지원합니다. 하나의 평균값이 아니라 실제 사용자 집단의 범위를 설계 조건으로 정의한다는 점에서, 자동차 시트와 같이 사용자 다양성이 제품 적합성에 직접 영향을 미치는 분야에서 특히 중요한 역할을 할 수 있습니다.

이러한 인간 데이터가 제품의 3D 형상과 연결되면 설계팀은 시제품을 제작하기 전에 더 많은 질문을 할 수 있습니다. 체형별로 무릎 공간이 충분한지, 등과 허리의 지지 위치가 적절한지, 팔과 다리가 필요한 조작부까지 도달하는지, 특정 시트 형상에서 간섭이나 불편 가능성이 커지는지를 여러 사용자 조건에서 반복적으로 검토할 수 있기 때문입니다. 다양한 사용자를 대표하는 3D 페르소나를 제품 모델과 연결해 적합성과 사용성을 검토하는 방식은 AI가 만든 제품을 어떻게 검증할 것인가: 3D 페르소나 기반 Human Fit 분석에서 설명한 Product-Human Fit의 자동차·모빌리티 적용으로도 이해할 수 있습니다. 두들(Doodll)은 제품 아이디어와 디자인 대안, 3D 자산을 AI 기반 제품개발 환경에서 연결하고 있으며, Product-Human Fit 분석과 가상 사용성 검증이 결합되면 이러한 휴먼데이터를 실제 설계 의사결정으로 이어가는 역할도 더욱 중요해질 수 있습니다. 결국 자동차 시트의 경쟁력은 하나의 평균 사용자에게 맞는 형상을 만드는 것에서 끝나지 않습니다. 서로 다른 몸을 가진 사람들이 실제로 앉았을 때 어떤 자세와 접촉, 도달성과 편안함이 만들어지는지를 설계 단계에서 얼마나 정확하게 이해할 수 있는가가 앞으로의 인간 중심 모빌리티 설계를 좌우하는 중요한 기준이 될 것입니다.

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