Research Through Design
- 다른 이름: RtD
- 카테고리: Control › Human in the loop
- 태그: design-research, human-robot-interaction, prototyping, methodology, hci
프로토타입을 디자인하고 제작하는 것이 지식을 생산하는 주된 방법이며, 인공물과 그 제작에 대한 성찰을 연구 결과로 취급하는 연구 접근법.
정의
디자인을 통한 연구(Research through design, RtD)는 디자인하고, 프로토타입을 만들고, 제작하는 행위 자체가 지식을 생성하는 핵심 방법이 되는 연구 접근법으로, 디자인을 지식 생성 뒤에 따라오는 단계로 보지 않는다. 이 표현은 Christopher Frayling의 1993년 논문 Research in Art and Design에서 나왔으며, 이 논문은 디자인에 관한 연구, 디자인을 위한 연구, 디자인을 통한 연구를 구별했다. 인간-컴퓨터 상호작용 분야에서는 Zimmerman, Forlizzi, Evenson이 이를 더 발전시켰는데, 이들의 2007년 CHI 논문은 디자이너가 제안된 더 나은 미래 상태를 구현하는 인공물을 만듦으로써 어떻게 연구 기여를 할 수 있는지를 설명했다.
RtD 프로젝트에서 연구자는 문제나 기회를 규정한 뒤 개념, 스케치, 작동하는 프로토타입을 거치며 반복하고, 각 단계의 디자인 결정, 검토한 대안, 배운 점을 기록한다. 그 결과로 나온 인공물은 지식의 운반체로 취급된다. 인공물은 기술이 어떠할 수 있는지에 대한 아이디어를 구체화하며, 사람들과 함께 배치하고 연구할 수 있다. 기여는 보통 예측적이기보다 생성적이며, 디자인 품질, 프레임워크, 은유, 또는 다른 디자이너가 토대로 삼을 수 있는 주석이 달린 인공물 모음 같은 형태를 띤다. 인공물 집합에 담긴 지식을 명시적으로 드러내기 위해 주석 포트폴리오 같은 접근법이 제안되었다.
로보틱스에서 RtD는 인간-로봇 상호작용 분야에서 가장 흔하며, 연구자들은 고정된 로봇 플랫폼에서 출발하는 대신 물리적 프로토타입을 통해 로봇의 형태, 움직임, 재료, 행동을 탐구한다. RtD는 프로토타입이 명세된 제품을 향한 한 단계인 공학적 프로토타이핑과도, 가설 검증이 목적인 통제 실험과도 다르다. RtD 연구는 통계적 일반화가 아니라 과정 기록의 엄밀성, 성찰의 질, 기여의 적절성으로 평가된다. 비판자들은 이 때문에 결과를 비교하고 재현하기가 더 어렵다고 지적하며, 그래서 디자인 과정을 세심하게 기록하는 일이 강조된다.
중요한 이유
로봇이 어떻게 생기고, 움직이고, 일상 공간에 어울려야 하는지에 대한 일부 질문은 기존 로봇을 시험해서는 답할 수 없는데, 알맞은 디자인이 아직 존재하지 않기 때문이다. RtD는 연구자에게 직접 만들어 보며 그런 질문을 탐구하는 공인된 방법을 제공하며, 엔지니어가 자칫 미완성 실험으로 읽을 수 있는 많은 디자인 주도 HRI 논문의 구조와 기여를 설명해 준다.
주요 응용
- 인간-로봇 상호작용에서 로봇의 형태, 재료, 움직임 탐구
- 소셜 로봇, 앰비언트 로봇, 가정용 로봇 디자인
- 미래 로봇 역할에 대한 사변적 디자인과 비판적 디자인
- 로봇 행동을 위한 디자인 프레임워크와 은유 개발
- 웨어러블 및 보조 로봇 장치를 위한 인터랙션 디자인
실제 사례
한 HRI 그룹이 주의를 요구하지 않으면서 생활 공간을 공유하는 로봇을 탐구하려 한다. 기존 로봇을 개조하는 대신, 식물이 움직이고 자라는 방식에 바탕을 둔 개념을 스케치한 다음, 느린 스테퍼 구동 메커니즘, 출력한 유연한 잎, 직물을 사용해 일련의 프로토타입을 만든다. 각 프로토타입을 가정집 같은 방에 두고 관찰하며 참여자들과 논의하고, 팀은 각 디자인 선택을 왜 유지하거나 버렸는지 기록한다. 논문은 하나의 성능 수치가 아니라 프로토타입, 팀이 도달한 디자인 은유, 그리고 이들이 제기한 열린 질문을 제시한다.
흔한 오해
- 디자인을 통한 연구는 프로토타입을 만드는 것일 뿐이다 — 연구 기여는 인공물만이 아니라, 기록되고 성찰적인 반복과 거기서 도출한 지식에서 나온다
- RtD 연구는 실패한 통제 실험이다 — 가설을 통계적으로 검증하는 것이 아니라 아이디어, 프레임워크, 디자인 지식을 생성하는 것을 목표로 한다
- RtD는 공학 설계나 제품 개발과 같다 — 공학 프로토타입은 명세된 목표에 봉사하지만, RtD는 제작을 통해 목표나 올바른 질문이 무엇이어야 하는지를 발견한다
알아야 할 사람
- 인간-로봇 상호작용 연구자와 디자이너
- 디자인 연구자와 협업하는 엔지니어
- 디자인 주도 로보틱스 논문의 심사자
- 공학에서 HRI로 옮겨 가는 학생
관련 기술
- 래피드 프로토타이핑(Rapid Prototyping)
- 주석 포트폴리오(Annotated Portfolios)
- 참여적 디자인(Participatory Design)
- 사변적 디자인(Speculative Design)
- 현장 배치 연구(Field Deployment Studies)
관련 용어
관련 프로젝트
- Webots: Cross-platform robot simulator with built-in models, sensors, and development environment
- Reachy Mini: Open-source desktop robot from Pollen and Hugging Face with an expressive 6-DoF head
- RAI: Vendor-agnostic agent framework for ROS 2 robots and physical AI
- Assistive Gym: Physics simulation framework for training assistive robots in caregiving tasks