감성 디자인 기반의 실버세대 스마트 메디케이션 박스 디자인 개발 = Development of an emotion-centered design for a smart medication box for the elderly

국문 초록 (Abstract)

세계적인 고령화 추세가 가속화됨에 따라 노년층의 건강관리가 사회와 학계 모두에서 중요한 관심사로 대두되고 있다. 그중에서도 정기적인 복약을 필요로하는 계층의 건겅관리는 만성질환자가 치료 효과와 삶의 질을 유지하기 위한 핵심 단계로, 기억력 감퇴, 인지 기능 저하 및 감각 능력 쇠퇴 등 다양한 요인으로 인해 복용 누락, 오복용, 중복 복용 등의 문제가 쉽게 발생하여 치료 순응도와 약물 안전성에 심각한 영향을 미친다. 최근 스마트 메디케이션 박스 제품이 보조적 해결책으로 점차 시장에 진입하고 있으나, 기존의 설계는 기술 논리와 기능 구현 중심으로 이루어져 있어 노년 사용자의 정서적 경험, 심리적 공감 및 사회적 적응 측면에서의 특수한 요구를 간과하는 경우가 많다. 이로 인해 사용 지속성이 부족하고 정서적 단절이 심화되는 문제가 나타나고 있다. 따라서 기능적 요구를 충족시키는 동시에 감성적 디자인을 통해 노년 사용자의 즐거움, 신뢰감 및 소속감을 향상시키는 방안이 시급한 연구 과제로 제기되고 있다.
이러한 사회적 적응 측면에서의 건강관리를 효과적으로 하기위하여 본 연구는 감성 디자인 기반의 노년층 스마트 메디케이션 박스 개발을 연구 주제로 하여 감성 디자인 이론(Emotional Design), 사용자 중심 디자인(UCD), 오감 디자인(Five-sense Design)을 종합적으로 도입하고, Kano 모델과 QFD 방법을 결합하여 노년 사용자의 다층적 요구를 체계적으로 식별하고 전환하였다. 연구는 문헌 고찰과 시장 조사를 통해 기존 스마트 메디케이션 박스의 기능 논리, 인간공학적 적합성 및 인터페이스 최적화 측면에서의 발전과 한계를 명확히 하였으며, 기존 제품이 노년층의 정서적 요구와 사회적 수용성에 충분히 대응하지 못하고 있음을 지적하였다. 이후 반구조화 인터뷰와 설문조사를 기반으로 열 가지 후보 요구 요소를 도출하고, Kano 모델을 활용하여 이를 분류함으로써 기본형, 기대형 및 매력형 요구의 분포 특성을 식별하였다. 그 결과, 대형 글자와 대비적 표시, 조작이 간편한 물리적 버튼 및 다중 모드 알림 기능은 기본형 요구로, 자동 분약, 보충 알림, 가족 연동 및 비상 알림은 기대형 요구로, 생활화된 외관 디자인, 음성 격려 피드백 및 개성화 선택은 매력형 요구로 분류되었다. 이러한 분류는 각 요구가 만족도와 불만족도에 미치는 비대칭적 영향을 규명하였을 뿐만 아니라, 이후 디자인 요소의 우선순위 설정에 과학적 근거를 제공하였다.
요소를 도출하고 분류된 요구 전환 단계에서는 QFD 품질기능전개 방법을 적용하여 사용자 요구를 구체적 설계 요소로 체계적으로 매핑한 WHATs–HOWs 매트릭스를 구축함으로써, 노년 사용자의 감각적·본능적·반성적 차원에서의 복합적 요구를 설계안에 반영할 수 있도록 하였다. 설계 개념에서는 ‘UCD+오감 협동’의 디자인 경로를 제시하였다. 시각적으로는 대형 글자, 고대비 색상 및 통합 아이콘 표시를 사용하고, 청각과 촉각 측면에서는 부드러운 알림음과 진동 피드백을 결합하였다. 또한 상호작용 단계에서는 음성 격려와 정서적 안정 메커니즘을 도입하고, 장기 복약 순응성을 위해 약량 감지 및 가족 연동 모듈을 추가하였다. 추가된 연구 요소를 기반으로 세 가지 차별화된 개념안을 제시하고자 한다.
첫째: 기능성을 위한 방안으로 한 휴대형 약용기로, 휴대 편의성과 낮은 학습 부담을 강조하였으며,
둘째: 형태연구를 통한 ‘모래시계’를 원형으로 한 가정형 약용기로서 정서적 상황 표현과 기능적 폐쇄성을 중시하였다.
셋째: 보관과 이동성을 강조한 디자인 방안으로 경량화 업그레이드형을 디자인하였으며 일부 복잡한 모듈을 제거하고 저비용 및 확장성을 강조하였다.
이러한 세 가지 디자인 연구 성과물로 개발 제안하여 크기·무게·사용 환경·학습 부담 및 비용 분포에서 각각의 장점이 뚜렷하게 나타남을 확인하였으며, 서로 다른 노년층 사용자 집단에 적합한 특성을 보였다.
제품 검증을 위한 연구개발 평가 단계에서는 제품디자인개발 전문가와 잠재 사용자에게 세 가지 안에 대한 다차원 평가를 의뢰하였으며, 평가 지표에는 기능성, 심미성, 조작성 및 감성 친화성이 포함되었다. 결과적으로 B안은 감정적 공감과 가족 상호작용 측면에서 가장 높은 점수를 받아 가정형 사용자에게 적합하였고, A안은 휴대성과 조작 용이성 측면에서 우수하여 외부 활동이 많은 노년층에게 적합하였다. C안은 비용 효율성과 보편성 측면에서 우수하여 진입형 제품으로 활용 가능성이 높았다. 비교 결과로, 각 설계 요소가 서로 다른 사용 맥락에서 갖는 상대적 중요도를 확인시켜 주었으며, 감성 디자인 접근이 스마트 메디케이션 박스 개발에 효과적임을 실증적으로 검증하였다.
종합하면 본 연구의 혁신점은 세 가지 측면에서 나타난다.
첫째, 이론적 측면에서 감성 디자인을 사용자 중심 디자인(UCD)과 오감 디자인(Five-sense Design)과 결합하여 노년층 스마트 제품 분석을 위한 학제적 프레임워크를 구축함으로써 감성 디자인 이론의 건강 제품 분야 적용을 확장하였다.
둘째, 방법론적 측면에서 Kano 모델과 QFD를 결합하여 요구 식별에서 설계 전환으로 이어지는 폐쇄형 프로세스를 완성하여 설계 경로의 과학성과 실현 가능성을 확보하였다.
셋째, 실천적 측면에서 세 가지 차별화된 개념안을 제시하고 검증함으로써 감성 요구와 기능 구현의 균형 전략을 탐색하였으며, 향후 노년 친화형 제품 디자인을 위한 실질적 참고 자료를 제시하였다.
연구 결과, 감성 디자인은 노년층의 스마트 기기에 대한 거부감과 불안을 완화시킬 뿐 아니라 사용의 즐거움, 사회적 공감 및 장기 복약 순응성을 향상시키는 데 기여하며, 스마트 헬스케어 제품의 인간 중심적·사회적·지속가능한 발전을 촉진하는 긍정적 의의를 지니고 디자인 실무적 접근의 긍정적 효과를 이루었다고 평가된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

With the rapid acceleration of global population aging, health management for older adults has emerged as a major concern in both society and academia. Among these concerns, the health management of individuals who require regular medication is a critical step for patients with chronic diseases to maintain therapeutic effectiveness and quality of life. However, due to factors such as memory decline, reduced cognitive function, and deteriorated sensory abilities, issues such as missed doses, incorrect intake, and duplicate medication occur frequently, which significantly affect treatment adherence and medication safety. In recent years, smart medication boxes have begun to enter the market as auxiliary solutions. Nevertheless, existing designs are largely driven by technological logic and functional implementation, often overlooking the unique emotional experience, psychological empathy, and social adaptation needs of older users. As a result, problems such as insufficient long-term use and emotional disengagement have become increasingly evident. Therefore, it has become an urgent research task to develop solutions that not only meet functional requirements but also enhance older users’ enjoyment, sense of trust, and sense of belonging through emotional design.
To address the social adaptation aspects of health management effectively, this study adopts the development of a smart medication box for older adults based on emotional design as its research topic. Emotional Design theory, User-Centered Design (UCD), and Five-Sense Design were comprehensively integrated, and the Kano model was combined with the QFD method to systematically identify and translate the multilayered needs of older users. Through literature reviews and market analysis, the study clarified the developmental trends and limitations of existing smart medication boxes in terms of functional logic, ergonomic suitability, and interface optimization, pointing out that current products insufficiently respond to the emotional and social acceptance needs of older adults.
Subsequently, ten candidate user requirements were derived through semi-structured interviews and questionnaires. Using the Kano model, these requirements were classified, revealing their distribution across basic, performance, and attractive categories. Large typography with high visual contrast, easily operated physical buttons, and multi-modal reminder functions were classified as basic needs. Automatic dispensing, refill alerts, family connectivity, and emergency notifications were classified as performance needs. Lifestyle-oriented appearance design, voice-based encouraging feedback, and personalization options were classified as attractive needs. This classification not only clarified the asymmetric effects of each requirement on satisfaction and dissatisfaction but also provided scientific evidence for prioritizing subsequent design elements.
In the requirement translation stage, the QFD method was applied to construct a systematic WHATs–HOWs matrix that mapped user needs to specific design elements, ensuring that the sensory, instinctive, and reflective needs of older adults were effectively incorporated into the design solutions. The design concept proposed a “UCD + Five-Sense Collaboration” approach: visually employing large typography, high-contrast colors, and unified icons; auditorily and haptically integrating soft alert tones and vibration feedback; and, at the interaction level, incorporating voice-based encouragement and emotional stabilization mechanisms. To support long-term medication adherence, dosage detection and family-link modules were also integrated. Based on these design foundations, three differentiated conceptual solutions were developed.
First, Plan A is a portable medication device emphasizing carryability and low learning burden.
Second, Plan B is a home-use device inspired by an hourglass form, focusing on emotional expression and functional closure.
Third, Plan C is an upgraded lightweight model emphasizing storage efficiency and mobility, with simplified modules to reduce cost and enhance scalability.
The comparative evaluation demonstrated that each of the three design concepts had distinct advantages in size, weight, usage context, learning load, and cost distribution, making them suitable for different groups of older users.
In the evaluation stage for design verification, both design-development experts and potential users were invited to conduct multidimensional assessments of the three design concepts. The evaluation criteria included functionality, aesthetics, operability, and emotional friendliness. Results indicated that Plan B achieved the highest score in emotional empathy and family interaction suitability, making it ideal for home-based users. Plan A excelled in portability and ease of operation, making it suitable for older adults with active lifestyles. Plan C, with its cost-efficiency and universality, was highly promising as an entry-level product. The comparative analysis further confirmed the varying importance of different design elements across usage contexts and empirically validated the effectiveness of applying emotional design to smart medication box development.
Overall, the innovations of this study can be summarized in three dimensions.
First, theoretical innovation lies in constructing an interdisciplinary framework for analyzing smart products for older adults by integrating Emotional Design with UCD and Five-Sense Design, thereby expanding the application of emotional design theory in the healthcare product domain.
Second, methodological innovation is demonstrated by combining the Kano model with QFD to establish a closed-loop process from requirement identification to design translation, ensuring both scientific rigor and practical feasibility in the design pathway.
Third, practical innovation lies in proposing and validating three differentiated conceptual designs, thereby exploring strategies for balancing emotional needs with functional implementation and providing substantial reference materials for future elderly-friendly product design.
The findings indicate that emotional design not only alleviates older adults’ feelings of rejection and anxiety toward smart devices but also enhances user enjoyment, social empathy, and long-term medication adherence. Ultimately, it contributes positively to the human-centered, socially inclusive, and sustainable development of smart healthcare products, demonstrating the practical effectiveness of the design approach.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제1절 연구 배경 1
• 제2절 연구 현황 및 문제점 3
• 제3절 연구 목적 및 의의 6
• 제4절 연구 범위 및 방법 7
• 제5절 연구 흐름도 8
• 제2장 이론적 고찰 10
• 제1절 감성 디자인 이론 10
• 제2절 사용자 중심 디자인 이론 (User-Centered Design) 14
• 제3절 오감 디자인 (Five-Sense Design) 18
• 제3장 사용자 분석 및 시장 조사 22
• 제1절 노년층 사용자 특성 분석 22
• 1. 심리적 특성 22
• 2. 생리적 특성 24
• 제2절 시장 현존 스마트 메디케이션 박스 제품 분석 27
• 제3절 사용자 사용 불편 요인 및 요구 요약 31
• 제４장 사용자 요구 식별 및 Kano 모델 분류 34
• 제1절 이론적 고찰 34
• 제2절 디자인 요구 도출 36
• 제3절 인터뷰 데이터 정리 37
• 제4절 Kano 설문지 설계 및 사용자 요구 분류 39
• 1. Kano 설문지 설계 39
• 2. KANO 설문 데이터 정리 41
• 제5장 QFD 기반 설계 요소 도출 44
• 제1절 이론적 고찰 44
• 제2절 요구 가중치 배분 46
• 제3절 설계 행렬 구축 48
• 제４절 설계 요소 추출 52
• 제6장 제품 개발 및 평가 55
• 제1절 디자인 개념 및 포지셔닝 55
• 1. 제품 포지셔닝 55
• 2. 디자인 구상 56
• 제2절 제품 개발 61
• 1. 설계 요소 추출 및 개념안 생성 61
• 2. 전문가 평가 및 최적안 선정 66
• 3. 3D 모델 구축 69
• 제7장 결 론 76
• 제1절 연구 결론 76
• 제2절 연구 전망 78
• 참고문헌 80
• Abstract 84
• 부록 88