Research on the Functional Forms for Improving Usability of Multifunctional Furniture Based on User-Product Interaction Evaluation (UPIE) Methodology = 사용자-제품 상호작용 평가(UPIE) 방법론에 기초한 다기능 가구의 사용성(usability) 향상을 위한 기능적 형태에 관한 연구|RISS 상세보기

국문 초록 (Abstract)

다양한 기능, 플렉서블(Flexible) 형태, 공간 절약 특성 등을 갖춘, 넉다운(knock－down) 가구, 접이식 가구(folding furniture), 모듈러 가구(modular furniture)로 대표되는 물리적인 제품(physical products) 범주에 속하는 다기능 가구가 여전히 일상생활에서 높은 비중을 차지하고 있다. 이러한 가구의 '역동적인' 특성은 토지자원 부족, 집값 상승 등 일련의 원인으로 점차 대중화되는 소형주택의 공간을 최대한 활용하기 위한 요건을 충족하기 때문이다. 그러나 사용자 경험을 중시하는 경험경제 시대에는 여전히 사람들의 일상생활과 밀접한 다기능 가구와 사용자 간의 상호작용(interaction)에 문제가 많아 다기능 가구의 사용성(usability)이 떨어져 사용자들에게 나쁜 경험을 안겨주고 있다. 또한, 다기능 가구에 대한 기존의 연구는 공간 절약, 다양한 폐기물의 재활용, 디자인 방법/과정 및 사용자의 정서적 요구에 주로 초점을 맞추고 있다. 다기능 가구와 사용자 사이에는 풍부한 상호작용을 하는 관계가 있지만, 대부분의 학자와 디자이너들은 그들 사이의 상호작용에 충분히 관심을 기울이지 않았다. 이 때문에 사용성은 항상 다기능 가구의 중요한 속성으로 나타났지만, 간략하게 언급되었고 충분한 관심을 기울이지 않았다. 사용자와 제품 간의 상호작용은 제품의 사용성에 영향을 미치는 중요한 요소이기 때문에, 제품과 사용자 간의 상호작용을 관점에서 다기능 가구의 사용성을 연구할 필요가 있다. 또한, 물리적 제품(physical product)의 경우, 시각적 외관(visual appearance)은 사용자가 제품과 상호 작용할 때 의사소통의 발신인이자 사용자 행동의 수신인이다. 이를 바탕으로 저자는 다기능 가구의 시각적 외관과 다기능 가구와 사용자 간의 상호작용을 출발점으로 삼아 다기능 가구의 사용성을 연구할 것을 제안했다.
본 연구의 목적은 다기능 가구의 사용성에 대한 기존 연구의 공백을 메우고, 학자와 설계자가 사용자의 인식과 행동에 영향을 미치는 다기능 가구의 시각적 외관의 역할에 관심을 기울이도록 장려하는 것이다. 사용성 향상을 위한 어포던스(affordance)에 관련된 기능적 형태를 구성할 것을 제안했다. 다기능 가구에 적용할 수 있는 사용자-제품 상호작용 평가(User-Product Interaction Evaluation, UPIE) 방법을 제안하는 것도 본 논문의 목적이다. 이 방법은 다기능 가구와 사용자 간의 인지적과 물리적 상호작용(cognitive and physical interactions)을 저해하는 구체적인 문제가 있는 시각적 외관을 찾아내고 기능적 형태를 구성하기 위한 설계 방향을 제공할 수 있다. 이것은 사용자-제품 상호작용을 평가하는 방법의 적용을 시각적 외관이 사용자-제품 상호작용에 큰 영향을 미치는 물리적 제품분야로 확장하는데 도움이 된다.
저자는 우선 사용성과 어포던스와 사용자-제품 상호작용에 대한 관련 문헌을 정리하고 그에 상응하는 관계 프레임워크를 구성했다. 이를 바탕으로 저자는 제품의 사용성을 높일 수 있는 "기능적 형태"를 소개하며 다음과 같은 두 가지 중요한 속성을 부여했다: 인지적 상호작용을 지원하는 어포던스(행동 가능성(action possibility))의 존재를 시각화 할 수 있는 정보 속성(Informative Attribute, IA)과 물리적 상호작용을 지원하는 가능한 행동(possible action)의 실행을 단순화(simplify)할 수 있는 인체공학 속성(Ergonomic Attribute, EA)이다. 이어 저자는 사용자와 제품 간의 상호작용을 평가하는 방법에 대한 관련 논문들을 검토하고 필요한 절차를 결정한 후 기능적 형태의 두 가지 중요한 속성을 상호작용 차원에 서브 타스크(subtask)들의 평가 기준으로 삼아 설문 설계 프로세스와 진단 절차에 포함시켰다. 그 후, 사용 상황의 확정, 관찰법을 통한 작업(Task)분석, 상호작용 테스트 및 진단을 포함한 4단계 UPIE 방법론이 제안되었다.
저자는 이 방법의 유효성을 검증하기 위해 판매량은 높지만 사용성 문제가 심각한 대표적인 이케아(IKEA) 넉다운 가구인 BAGGEBO를 선정해 실험했다. 이 실험 대상은 일상생활에서 다기능 가구 사용에 관한 설문 조사 결과를 토대로 선정돼 다른 선정 기준도 충족했다. BAGGEBO는 서로 다른 기능들 사이에서 전환할 때 조립 과정에서는 사용자와 가장 풍부한 상호작용을 포함하고 있기 때문에 타스크(task)가 BAGGEBO를 조립하는 것으로 정해졌다.
이어 저자는 연구 참가자 8명을 모집해 BAGGEBO를 조립하도록 했다. 관찰법(observation)을 통해 BAGGEBO를 조립하는 타스크를 6개의 상호작용 차원에 서브 타스크(subtask)로 세분화되었다. 다음으로, 저자는 상호작용 테스트 단계용 설문지를 구축했다. 상호작용 평가 척도(Interaction Evaluation Scale, IES)는 위의 6개의 서브 타스크에 기반하여 구축되었다. 시스템 사용성 척도(System Usability Scale, SUS)도 실험 대상에 적합하도록 약간 수정했다. 상호작용 테스트는 예비(pilot)실험과 형식(formal)실험의 두 단계로 나뉜다. 저자는 예비실험에서 참가자 10명을 모집해 BAGGEBO를 조립하게 했다. 또 조립이 끝난 뒤 설문지를 작성하게 하고 인터뷰도 하게 했다. 이 단계에서 수집된 설문 데이터는 IES와 수정된 SUS의 신뢰도가 표준(Cronbach's alpha≥0.7)에 부합함을 확인했다. 이는 또한 예비실험에서 얻은 데이터가 유효하다는 것을 보여주었다. 이어 형식실험에서는 참가자 20명을 모집했다. 형식실험과 예비실험의 실험 과정은 동일했다. 저자는 참가자 30명의 설문결과와 인터뷰, 조립 동영상을 바탕으로 BAGGEBO의 외형이 조립 과정 전반에 걸쳐 인지적 및 물리적 상호작용을 방해하는 구체적인 문제를 진단했다. 다음으로, 저자는 진단결과에 기초하여 기능적 형태의 두 가지 중요한 속성을 설계 지침 표준으로 하여 BAGGEBO를 재설계했다. 그리고 저자는 개선된 BAGGEBO의 원형(prototype)을 만들었다.
마지막으로 저자는 이 원형에 대한 사용성 테스트(usability test)를 실시했다. 이 단계에서 30명의 참가자를 모집해 개선된 BAGGEBO를 조립하게 하고 조립이 끝난 뒤 설문지를 작성하게 했다. 사용성 테스트 결과, 개선된 BAGGEBO의 사용성이 기존 대비 크게 향상되었다.
위의 실험 결과는 본 연구에서 제시한 UPIE 방법이 다기능 가구의 사용성을 저하시키는 문제가 있는 인지적 및 물리적 상호작용을 식별하고, 위의 상호작용이 발생하는 장소와 이유를 확인하고, 상호작용을 방해하는 가구의 시각적 외관의 구체적인 문제를 찾아내고, 기능적 형태를 형성함으로써 최적화(optimization) 방향을 제공할 수 있음을 검증했다. 하지만 이 실험 결과에는 한계가 있었다. 향후 연구에서는 실험 대상의 종류와 수를 확대하고 이 방법의 유효성에 대해 더 깊이 연구해야 한다.

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다양한 기능, 플렉서블(Flexible) 형태, 공간 절약 특성 등을 갖춘, 넉다운(knock－down) 가구, 접이식 가구(folding furniture), 모듈러 가구(modular furniture)로 대표되는 물리적인 제품(physical products) 범주...

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

With diverse functions, flexible forms, and the space-saving feature, multifunctional furniture, represented by knock-down furniture, folding furniture, and modular furniture, belonging to the category of physical products still occupies a high proportion in daily life. Because this type of furniture's "dynamic" characteristic meets the requirements for making full use of space of the small-sized houses that are popularized gradually due to a series of reasons such as shortage of land resources and rising house prices. However, in the Experience Economy Era when user experience is a top priority, there are still many problems with the interactions between multifunctional furniture closely related to people's daily life and users, which reduces the usability of multifunctional furniture, leading to bad user experience. Moreover, existing research on multifunctional furniture mainly focuses on space-saving, reuse of various waste materials, design methods/processes, and emotional needs of users. Although there are rich interactive relationships between multifunctional furniture and users, most academics and designers have not paid enough attention to the interaction between them. As a result, although usability has always appeared as an essential attribute of multifunctional furniture, it has often been mentioned only briefly and obliquely and not given enough attention. Because the interaction between the user and the product is the crucial factor that affects the product's usability, it is necessary to study the usability of multifunctional furniture based on the interaction between it and users. In addition, for a physical product, its visual appearance is both a messenger of communication and a receiver of user behavior when the user interacts with the product. Based on this, the author proposed to study the usability of multifunctional furniture by taking its visual appearance and the interaction between it and users as the starting point.
This study aims to fill the gap in existing research on the usability of multifunctional furniture and encourage scholars and designers to pay attention to the role of multifunctional furniture's visual appearance in influencing users' perceptions and actions, suggesting to construct functional forms relevant to affordances to improve usability. It is also intended to propose a user-product interaction evaluation (UPIE) method that can be applied to multifunctional furniture to find out its specific problematic visual appearances, which impede its cognitive and physical interactions with users, and provides design orientations for constructing functional forms, thereby broadening the application of the method of evaluating user-product interactions to physical products whose visual appearance has a significant impact on user-product interaction.
Above all, the author sorted out the related literature on usability, affordance, and user-product interaction, and constructed a corresponding relational framework. On this basis, the author introduced the “functional form” that can improve the usability of a product and gave it two vital attributes: Informative Attribute (IA), which can visualize the existence of an affordance (an action possibility) to support cognitive interactions, and the Ergonomic Attribute (EA), which can simplify the implementation of the possible action to support physical interactions. Then the author conducted a review of relevant papers on the methods of evaluating interactions between users and products, sorted out the necessary procedures and incorporated the two vital attributes of the functional form into the questionnaire design process and the diagnostic procedure as the evaluation criteria for interaction-level subtasks. Following that, a four-phase UPIE methodology was proposed, including Identification of The Context of Use, Task Analysis through Observations, Interaction Test, and Diagnostic.
In order to verify the effectiveness of the method, the author selected a representative IKEA knock-down furniture, BAGGEBO, with high sales but with serious usability problems for an experiment. The experimental subject was selected based on the results of the questionnaire survey on the use of multifunctional furniture in daily life, meeting a series of selection criteria. When BAGGEBO switches between different functions, the assembly process contains the most abundant interactions with users, so the task was determined to be assembling BAGGEBO.
The author then recruited eight research participants and asked them to assemble BAGGEBO. Through observation, the task of assembling BAGGEBO was broken down into six interaction-level subtasks. Next, the author constructed the questionnaire for the interaction test phase, constructing the Interaction Evaluation Scale (IES) based on the above six subtasks and slightly modifying the System Usability Scale (SUS) to suit the experimental subject. The interaction test was divided into two stages: pilot experiment and formal experiment. The author recruited 10 participants in the pilot experiment and asked them to assemble the BAGGEBO, letting them complete the questionnaire after assembly and interviewing them. The questionnaire data collected at this stage confirmed that the reliabilities of the IES and the modified SUS met the standard (Cronbach's alpha≥0.7). It also showed that the data obtained from the pilot experiment was valid. Following that, the author recruited 20 participants in the formal experiment, where the experimental process was the same as that of the pilot experiment. Based on the questionnaire results, interviews, and recorded assembly videos of the 30 participants, the author diagnosed the specific issues with BAGGEBO's visual appearance that hinder cognitive and physical interactions throughout the assembly process. After that, the author redesigned BAGGEBO based on the diagnosis with the two critical attributes of functional forms as the design guidance standard. And the author made the prototype for the improved BAGGEBO.
Finally, the author conducted a usability test for the prototype, recruiting 30 participants, asking them to assemble the improved BAGGEBO and fill out the questionnaire after assembly. The result of the usability test showed that the usability of the improved BAGGEBO had been greatly improved compared with the original one.
The above experimental result verified that the UPIE method proposed in this study can identify problematic cognitive and physical interactions that reduce multifunctional furniture's usability and where and why they occur, find out the specific problems of the furniture's visual appearance that impede the interactions, and provide optimization directions for building functional forms. However, this experimental result still has certain limitations. In future research, the type and number of experimental subjects should be expanded to conduct more in-depth studies on the effectiveness of this method.

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목차 (Table of Contents)

TABLE OF CONTENTS
Abstract i
TABLE OF CONTENTS vi
LIST OF TABLES ix
LIST OF FIGURES xi

TABLE OF CONTENTS
Abstract i
TABLE OF CONTENTS vi
LIST OF TABLES ix
LIST OF FIGURES xi
Ⅰ. INTRODUCTION 1
1. Research Background and Purpose 1
2. Research Scope and Object 8
3. Research Significance 10
4. Research Methodology and Framework 11
Ⅱ. LITERATURE REVIEW 14
1. Multifunctional Furniture 14
2. Usability, Affordance, User-Product Interaction, and Their Relationship 20
2.1. Usability 20
2.2. User-Product Interaction 29
2.3. Affordance 34
2.4. The Relationship between Usability, Affordance, and User-Product Interaction 41
Ⅲ. ANALYSIS OF THE FUNCTIONAL FORM FOR IMPROVING USABILITY 47
1. Definition of The Functional Form 47
2. The Relationship between Functional Form and Affordance 52
3. The Relationship between Functional Form and User-Product Interaction 55
Ⅳ. CONSTRUCTION OF THE USER-PRODUCT INTERACTION EVALUATION(UPIE) METHOD 57
1. Literature Review on The Methods of Evaluating Interactions between Users and Products 57
2. Proposition and Composition of The UPIE Method 64
2.1 Identification of The Context of Use 65
2.2 Task Analysis through Observations 66
2.3 Interaction Test 68
2.4 Diagnostic 72
Ⅴ. APPLICATION AND VERIFICATION OF THE UPIE METHOD: A CASE STUDY 74
1. Application of The UPIE Method in Multifunctional Furniture 74
1.1 Selection of The Experimental Object 74
1.2 Phase 1: Identification of The Context of Use 80
1.3 Phase 2: Task Analysis through Observations 81
1.4 Phase 3: Interaction Test 86
1.4.1 Construction of The Questionnaire 86
1.4.2 Pilot Experiment 89
1.4.3 Formal Experiment 91
1.5 Phase 4: Diagnostic 94
2. The Optimization Scheme Aimed at Building Functional Forms and Its Relevant Prototype 105
2.1 Proposal of Optimization Schemes 105
2.1.1 Optimization Scheme 1 112
2.1.2 Optimization Scheme 2 117
2.2 Determination of The Final Optimization Scheme and Its Prototype 122
3. Validation of The UPIE Method: Usability Test 128
Ⅵ. CONCLUSION 132
1. Conclusion 132
2. Limitations and Suggestions for Future Research 136
REFERENCES 137
APPENDIX 1 - Questionnaire on The Use of Multifunctional Furniture in Daily Life 146
APPENDIX 2 - Consent Statement on Interaction Test 149
APPENDIX 3 - Questionnaire on Interaction Test 151
국문초록 159

참고문헌 (Reference)

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2. Usability Engineering [ 1st ed. ], Nielsen , J, P.26, , 1993

3. The design of natural interaction ., Valli , A, 38 , 295-305, , 2007

4. Design of a modular kitchen furniture, Braileanu , P. I, 12 ( 2 ) , 13-20 ., , 2017

5. SUS-A quick and dirty usability scale ., Brooke , J ., 189 ( 3 ), , 1996

6. The usability metric for user experience, Finstad , K., 22 ( 5 ) , 323-327 ., , 2010

7. Measuring usability : preference vs. performance, Nielsen , J. , & Levy , J, 37 ( 4 ) , 66-75, , 1994

8. When to use which user-experience research methods ., Rohrer , C., 12, , 2014

9. Design and fabrication of multifunctional furniture ., Rajan , A. P. , Elavarasan , D. , Balaji , S. , Dinesh , A. , & Gowtham , K., 2 , 442- 447 ., , 2019

10. Research on Design Elements of Modular Furniture Based on AHP, Zhuang , L. X, 63 ( 4 ) , 6057-6062 ., , 2020