관절염 환자의 재활을 돕는 AI 기반 재활 홈트레이닝 서비스 제안 -인간-AI 협업 기반 서비스디자인 프로세스를 중심으로-

Q: 이 논문에서 정의한 인간-AI 협업 디자인이란 무엇인가?

인간 디자이너가 보유한 창의성과 공감 능력에 AI 디자이너의 데이터 분석 및 자동화 능력을 결합하여 사용자 중심의 디자인을 구현하는 방법론을 의미한다.

Q: 관절염 환자를 위한 AI 기반 재활 홈트레이닝 서비스의 핵심 기능은 무엇인가?

연구 결과, AI 기반 스마트 미러 운동 코칭, 통증 관리 및 개선, 맞춤형 재활 운동 설계, 실시간 참여와 공유, 그리고 지속 가능한 동기 부여 기능이 핵심적인 요소로 도출되었다.

이영규; 복현; 정재희

doi:10.18208/ksdc.2025.31.1.357

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이영규 (홍익대학교) 복현 (연세성모정형외과) 정재희 (홍익대학교)

저널정보: 한국디자인문화학회 한국디자인문화학회지 한국디자인문화학회지 제31권 제1호

발행연도: 2025.3

수록면: 357 - 371 (15page)

DOI: 10.18208/ksdc.2025.31.1.357

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노화, 비만, 가족력, 스포츠 손상, 교통사고 등으로 인해 골관절염 환자는 지속적으로 증가하는 추세에 있다. 30-50대 관절염 환자는 직업적·사회적 활동이 활발한 시기이나, 통증으로 인해 일상생활과 사회활동이 제한되는 어려움을 겪는다. 관절염은 사회적 고립과 정신적 스트레스를 유발할 수 있어 지속적인 재활 운동이 필수적이나, 대면 중심의 치료는 시간적·금전적 부담과 공간적 제약으로 인해 지속적인 관리 또한 어렵다. 따라서 본 연구는 30-50대 외상성 및 퇴행성 관절염 환자를 위한 AI 기반 맞춤형 재활 홈트레이닝 서비스를 제안하고자 한다. 먼저 문헌 연구를 통해 관절염 환자의 유형과 특성, 관절염 환자의 재활 서비스 사례분석, 인간-AI 협업 기반 디자인 역할과 필요성을 살펴보았다. 다음으로 실증연구를 위해 디지털 에스노그라피 및 관절염 환자와 전문가를 대상으로 심층 인터뷰를 진행하여 관절염 환자의 신체적⋅정신적 문제와 기존 재활 프로그램의 한계를 파악하였다. 고객조사를 통해 도출한 결과를 바탕으로 30-50대 관절염 환자의 페르소나와 고객여정지도를 작성하고, 이를 바탕으로 디자인 테마를 도출하였다. 인간과 AI를 대상으로 아이디어 워크숍을 진행하여 디자인 테마에 대한 다양한 아이디어를 도출한 후, 서비스 콘셉트를 구체화하였다. 본 연구에서 제안하는 서비스는 가상 트레이너의 실시간 피드백과 음성 지원을 통해 지속적인 동기 부여를 강화하고, 의료 전문가와 재활 트레이너, 재활 치료사가 협력하여 정확한 통증 정보를 기반으로 맞춤형 재활 운동을 설계해 준다. 또한 사용자가 통증감소에 따른 운동 성과를 직관적으로 확인할 수 있도록 하고, 운동 전후 평가를 통해 사용자가 자신의 관절염 상태를 정확하게 인식하고 재활 과정을 계획하고 참여할 수 있도록 하였다. 본 연구는 관절염 환자를 위한 인간-AI 협업 디자인을 통해 혁신적이고 사용자 중심의 재활 솔루션을 제안하며, 재활 의료 서비스 발전을 위한 기초 연구로서 의의가 있다.

Osteoarthritis patients are steadily increasing due to aging, obesity, family history, sports injuries, and traffic accidents. Individuals in their 30s to 50s, a stage of active professional and social engagement, often experience limitations in daily life and social activities due to pain. Osteoarthritis can lead to social isolation and mental stress, making continuous rehabilitation exercises essential. However, face-to-face treatments present challenges for long-term management due to time constraints, financial burdens, and spatial limitations. Therefore, this study proposes an AI-based personalized home rehabilitation training service for patients with traumatic and degenerative osteoarthritis in their 30s to 50s.
First, a literature review was conducted to examine the types and characteristics of osteoarthritis patients, case studies of rehabilitation services for osteoarthritis, and the role and necessity of human-AI collaborative design. For empirical research, digital ethnography and in-depth interviews were conducted with osteoarthritis patients and experts to identify patients’ physical and psychological challenges and the limitations of existing rehabilitation programs. Based on the findings from customer research, personas and customer journey maps for osteoarthritis patients aged 30 to 50 were developed, which were then used to derive design themes. Idea workshops involving both humans and AI were conducted to generate diverse ideas based on the design themes, leading to the concretization of the service concept.
The proposed service enhances continuous motivation through real-time feedback and voice support from a virtual trainer. Additionally, medical experts, rehabilitation trainers, and therapists collaborate to design personalized rehabilitation exercises based on accurate pain information. The service also allows users to intuitively track their exercise progress by monitoring pain reduction, while pre- and post-exercise assessments help them recognize their osteoarthritis condition, plan their rehabilitation process, and actively participate in it. This study presents an innovative and user-centered rehabilitation solution through human-AI collaborative design for osteoarthritis patients and serves as a foundational study for the advancement of rehabilitation medical services.

#Arthritis Patients #Home Rehabilitation Training Service #Human-AI Collaborative Design #Digital Healthcare #관절염 환자 #재활 홈트레이닝 서비스 #인간-AI 협업 디자인 #디지털 헬스케어

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