컨텍스트 분석을 활용한 인간 중심 서비스 로봇의 최적 설계 연구 : 호텔 서비스 시스템을 중심으로 = A Study on the Optimal Design of Human-Centered Service Robots Using Context Analysis : Focusing on Hotel Service Systems

국문 초록 (Abstract)

4차 산업혁명 이후 서비스 산업은 자동화와 지능화를 중심으로 빠르게 재편되고 있으며, 로봇은 단순 반복 업무를 수행하는 도구를 넘어 인간과 상호작용하는 서비스 주체로 확장되고 있다. 그러나 이러한 기술적 고도화에도 불구하고 실제 서비스 상황의 맥락적 상호작용(Context)을 반영한 기능 설계 체계는 여전히 부족한 실정이다. 본 연구는 이러한 문제의식을 바탕으로, 서비스 로봇이 컨텍스트 기반 서비스 주체로 기능하기 위한 설계 체계를 제안한다.

연구 대상은 복합적 서비스 환경의 대표 사례인 호텔로 설정하였다. 본 연구는 ‘ESF(Exploration–Systemization–Formulation) 프로세스’를 기반으로 컨텍스트 분석, 시스템 설계, 형상 설계의 3단계를 통해 설계 체계를 구축하였다. 컨텍스트 분석 단계에서는 서비스 상황을 빈도(Frequency), 강도(Intensity), 패턴(Pattern), 영향력(Influence)의 네 가지 축으로 구조화하고, 이를 역할 및 기능 설계 기준으로 반영하였다. 이후 시스템 설계 단계에서는 서비스 시나리오를 도출하여 모듈 기반 구조로 구체화하였으며, 역할 전환 가능성을 중심으로 설계 기준을 마련하였다.

구축된 설계 체계는 세 단계로 검증하였다. 첫째, 핵심 시나리오를 기반으로 한 휴리스틱 테스트를 통해 하드웨어 구성 비례, 모듈 조합 가능성 및 구조적 적합성을 평가하였다. 둘째, 기존의 인간 중심 서비스 상황과 서비스 로봇 도입 상황을 비교한 사용자 선호도 조사를 통해 연령대별 서비스 수용을 분석하였다. 셋째, 실무자 대상 서비스 시스템 개선안 평가를 진행하여 체계의 완성도 및 실제 환경 적용 가능성을 검토하였다. 검증 결과, 제안된 설계 체계는 복합 서비스 상황에서의 구조적 실현 가능성과 사용자 수용성 측면에서 편의성과 활용성에 긍정적인 평가를 받았다. 특히 실무자는 로봇의 업무 부담을 통한 효율성 및 사용자 경험 증대에 대해 긍정적으로 평가했다.

이로써 본 연구는 서비스 로봇 설계를 기술 중심의 개발 방식에서 실제 상황과 역할 중심 설계 체계로 확장하는 기반을 마련하였으며, 향후 다양한 서비스 산업에서 인간 중심 설계 체계로 적용될 수 있는 가능성을 제시한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구 배경 및 목적 1
• 2. 연구 범위 8
• 3. 연구 체계 및 방법 11
• II. 이론적 배경 16
• 1. AI 기반 서비스 로봇의 체계 16
• 2. 사용자 중심 서비스 로봇 설계 19
• 3. 역할 기반 로봇 설계를 위한 모듈 시스템 25
• III. 컨텍스트 기반 체계 설계 방법 30
• 1. 컨텍스트의 정의와 분석 기준 30
• 2. 시나리오 기반 컨텍스트 분석 체계 36
• 3. 컨텍스트를 활용한 시스템 설계 방법론 38
• IV. 호텔 서비스 로봇의 체계 설계 39
• 1. 설계 대상 설정 39
• 2. 호텔 서비스 체계 조사 52
• 3. 호텔 내부 직원 대상 설문조사 77
• 4. 이해관계자 인터뷰 및 현장 조사 85
• 5. 조사 기반 주요 상황 도출 91
• 6. 컨텍스트 기반 서비스 플로우 설정 96
• 7. 역할별 모듈 시스템 구성 100
• V. 호텔 서비스 로봇 시스템 검증 105
• 1. 검증 개요 105
• 2. 사용자 선호도 기반 서비스 시스템 평가 108
• 3. 휴리스틱 테스트 기반 설계 체계 평가 127
• 4. 서비스 제공자 대상 서비스 시스템 평가 142
• 5. 종합적 서비스 플로우 개선 결과 도출 149
• Ⅵ. 호텔 서비스 로봇의 연구 결과 152
• 1. 소프트웨어의 체계 152
• 2. 하드웨어의 체계 161
• 3. 시각적 형상 결과물 167
• Ⅶ. 결 론 169
• 1. 연구 성과 및 활용 가능성 169
• 2. 향후 연구 필요성 171