마우스를 사례로 손 특성 데이터를 이용한 맞춤형 형태 디자인을 위한 파라메트릭 디자인 도구 제안

Abstract

After the first industrial revolution mass machine production replaced hand-made products, until today we use mass-produced products in our daily life, which are not always exactly suitable for our body, although they are of low price and good quality. the development of 3D printing technology has reduced the price of customized products, and users have a greater possibility to use customized products that fit their body data. This paper describes the concept and development process of a design tool that can develop custom shape designs for various physical devices that interact with people, such as computer mice. The purpose of the research is to propose a customizable parametric design tool development that can utilize palm feature data for easy gripping. The main aspects of the research include the following. Research on parametric design system using body feature data (custom shape design system). Combining hand point/line/face data to generate Arduino+Grasshopper tools suitable for hand morphology. Take mouse morphology as the experimental object to design easy to grip, easy to operate, and more precise hand custom morphology design. Digitalize the process of delicate model design that requires repeated sample tests, improve the fine model design method, and increase the design efficiency. The Generative customizable product design tool developed in this study has several features. First, the study of methods for converting hand feature data into shape. In this paper, a series of new methods for converting hand data into mouse shape are proposed, and it is hoped that these methods can help other customized products to be more in line with body feature data. Second, the study of hand feature data collection methods. This paper proposes a variety of hand data collection methods in the hope that they can provide more basis for hand-related product customization design. Third, compared with the existing customized design, the customized Generative Design Platform proposed in this research does not require a separate measurement personnel, and users can complete the measurement and customization process through the platform on their own initiative. It is also easier to change, adjust, compare, and customize complex surface design through physical interaction and 3D real-time display. Fourthly, the combination of Tangible User Interface and Dynamic Shape Finding allows users to participate in the design process and complete the customization design more intuitively and actively. Fifth, on the basis of physical body data customization product form, automatically generate different styles of form. It is expected that this study can provide assistance to hand-related product design and product design considering body feature data. It is also hoped that it will be helpful for user participation in the design and customization design process.

제1차 산업혁명 이후 대량의 기계 생산 제품이 수제품을 대체하였다. 오늘날 우리가 일상생활에서 사용하는 기계 생산 제품은 품질이 좋고 가격이 저렴하지만 우리의 몸에 꼭 맞는 것은 아니다. 3D프린팅 기술의 발전으로 맞춤형 제품의 가격이 낮아지면서 사용자가 자신의 인체 데이터에 맞는 맞춤형 제품을 사용할 가능성이 높아졌다. 그러나 디자이너 자원만으로는 방대한 양의 맞춤형 수요를 감당하기 어렵다. 본 연구는 컴퓨터 마우스와 같은 다양한 물리적 기기의 맞춤형 형태 디자인을 개발할 수 있는 디자인 툴의 개념과 개발 과정을 설명하였다. 손의 특성 데이터를 활용해 사용자가 잡기 편한 맞춤형 파라미터 기반 Generative Design 툴 개발을 제안하는 것이 본 연구의 목적이다. 연구의 주요 내용으로는 인체 중 손의 특성 데이터를 이용한 파라메트릭 디자인 시스템(parametric design system) 연구와 손가락과 손바닥의 점/선/면 데이터를 측정하고 결합하여 맞춤형 형태를 생성할 수 있는 Arduino+Grasshopper 툴 개발 연구가 포함된다. 또한 마우스 디자인을 사례로 하여 손으로 쉽게 잡을 수 있고 조작할 수 있는 정밀한 맞춤형 형태 디자인을 제안하고, 반복적인 샘플 시험이 필요한 정교한 모형 설계 과정을 디지털화하여 정밀 모형 디자인 기법을 개선하여 디자인 효율성을 높이고자 하였다. 본 연구에서 제안한 Generative 맞춤형 제품 디자인 툴에는 다음과 같은 몇 가지 특징이 있다. 첫째, 손의 인체 데이터를 형태로 변환하는 방법론에 대해 연구하였다. 본 논문에서는 손의 데이터를 마우스 형태로 변환하는 새로운 방법을 제시하였는데, 이러한 방법을 통해 다른 맞춤형 제품들이 인체 특징 데이터를 더 적합하게 사용할 수 있도록 도움이 되기를 바란다. 둘째, 손 데이터의 수집 방식에 대해 연구하였다. 본 논문에서는 손과 관련된 다양한 데이터 수집 방식을 제시하였으며, 손 관련 제품의 맞춤형 디자인에 더 많은 근거를 제공할 수 있기를 바란다. 셋째, 본문에서 제안한 맞춤형 Generative Design 플랫폼은 기존의 맞춤형 디자인과 비교해 별도의 측정 인원이 필요하지 않으며, 사용자가 플랫폼을 통해 스스로 측정과 맞춤화 과정을 수행할 수 있다. 또한 물리적인 인터랙티브 방식과 3D 실시간 디스플레이 방식을 통해 보다 편리하게 변경·조절·비교할 수 있으며, 복잡한 곡면의 맞춤형 디자인이 가능하다. 넷째, TUI (Tangible User Interface) 디자인 방식과 동태적 형태 포착(Dynamic Shape Finding) 디자인 방식을 결합하여 사용자가 디자인 과정에 참여하여 보다 직관적이고 능동적으로 맞춤형 디자인을 완성시킬 수 있다. 다섯째, 물리적 인체 데이터 맞춤형 제품 형태를 기반으로 하여 다른 스타일의 형태를 자동으로 생성할 수 있다. 본 연구는 손과 관련된 다양한 제품 디자인과 사용자의 인체 특성을 고려한 제품 디자인 툴 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대한다. 또한 사용자 참여 디자인과 맞춤화 디자인 프로세스에 도움이 되기를 바란다.