LED는 반도체 소자의 일종으로 기존의 조명과 달리 색 변경이 가능하고, 에너지 절감 효과가 크며, 다른 전자기기와의 결합이 용이하다. 이러한 반도체 소자의 장점을 살려 LED 조명이 기존의 조명을 대체하고 있다(이헌영, 신상욱, 2016). LED 조명의 응용 분야 중 하나는 스마트 조명이다. 스마트 조명은 사용자의 활동, 기분, 날씨 등에 따라 사용자가 선호하는 밝기와 색온도를 제공한다(Soheilian et al., 2021). 스마트 조명은 상황에 맞는 조명을 연출하여 실내활동의 효율을 증대(Sadick & Issa, 2017; Seesophon et al., 2021) 하거나 에너지를 절감(Chew et al., 2017)하는 등 사용자가 필요로 하는 가치를 제공한다.

사용자는 스마트 조명과 두 가지 측면에서 상호작용한다. 첫 번째로, 사용자는 스마트 조명을 조작하기 위해 스위치와 상호작용한다. 스마트 조명은 기능이 다양하여, 스위치 조작이 복잡하기 때문에 스위치의 사용 편의를 향상하기 위한 연구가 수행되고 있다. 예를 들어 Yang(2016)은 제스쳐(gesture)로 조도를 조절하는 스마트 조명을 대상으로 제스쳐와 조도 조절 일치감을 향상하기 위한 연구를 수행하였다. 두 번째로, 사용자는 스마트 조명이 제공하는 다양한 밝기, 색온도와 상호작용한다. 사용자는 스마트 조명이 제공하는 빛의 밝기, 색온도에 따라 편안함 혹은 불편함을 느낄 수 있다. 실제로, 조명의 밝기와 색온도가 사람에게 영향을 미친다는 연구가 다수 존재한다. Mott et al.(2012)은 특정 밝기의 조명 환경에서 독서 효율이 증가할 수 있음을 확인하였다. Sivaji et al.(2013)은 온백색(Warm white, 2700K) 조명 환경에서는 차가운 백색(Cool white, 4000K)이나 일광(Daylight, 6200K) 환경에서보다 주의력(Alertness level)이 높아질 수 있음을 보였다.

스마트 조명을 평가하고 개선하는 연구가 수행되었으나, 두 가지 한계점이 존재한다. 첫 번째로, 조명의 밝기, 색온도가 사용자의 경험에 미치는 영향을 파악한 연구가 부족하다. 적절한 밝기, 색온도의 조명은 업무 효율을 증대할 뿐만 아니라 실내활동 시 안정감과 편안함을 제공한다. 이는 사용자가 스마트 조명과 상호작용하며 느끼는 총체적인 경험을 평가하고 개선할 필요가 있음을 나타낸다. 그러나 스마트 조명의 밝기, 색온도와 관련된 선행연구는 주로 업무 효율을 증대하는 적절한 밝기, 색온도 값을 도출하는 것에 한하여 진행되었다. 두 번째로, 스마트 조명의 실사용 환경에서 스마트 조명을 평가한 연구가 부족하다. 피실험자가 스마트 조명과 상호작용하는 환경과 상황에 따라 평가 결과가 변화할 수 있다. 그러나, 선행연구는 스마트 조명의 실사용 환경을 구현하지 못하였으며, 한정된 태스크만을 수행한 후 평가를 진행했다는 한계가 존재한다. 이에 피실험자가 실사용 환경에서 스마트 조명과 자유롭게 상호작용해 본 후 평가를 수행하는 것이 필요하다.

선행연구의 한계를 해결하기 위해, 본 연구에서는 스마트 조명의 다양한 실사용 환경에서 스마트 조명의 UX를 평가한다. UX란 사용자가 제품, 서비스와 상호작용하며 느끼고 생각하게 되는 모든 직간접적 경험을 의미한다(ISO 9241-210, 2019; Choi et al., 2021). UX는 제품 및 서비스의 사용자 친화도와 시장 경쟁력에 큰 영향을 미치기 때문에 다양한 제품 및 서비스의 개발, 개선 과정에서 UX 평가가 수행되고 있다(Kaasinen et al., 2015).

본 연구에서는 스마트 조명의 실사용 환경을 구현하기 위해 리빙랩을 활용하였다. 리빙랩이란 제품이나 서비스를 실사용 환경에서 검증 및 평가할 때 활용할 수 있는 가상의 또는 물리적 공간을 통칭한다(Leminen et al., 2012). 리빙랩에서 UX 평가를 수행할 경우 다양한 장점이 존재한다. 통제된 실험실 환경에서와 달리, 리빙랩에서는 피실험자가 실사용 환경에서 평가 대상을 자유롭게 사용해본다. 이후 피실험자는 현실성 있는 경험을 바탕으로 정확하게 UX를 평가할 수 있다. 이처럼 리빙랩은 현실성 있는 평가를 통해 평가 대상의 개선방안을 효율적으로 도출하도록 지원한다.

실제로, 피실험자의 자연스러운 행동을 유도하여 현실적인 평가 결과를 도출하기 위해 리빙랩이 활용된다. 초기 리빙랩의 일종인 MIT PlaceLab에는 가정공간이 구현되어있으며, 거주자의 일상적인 행동을 관찰하여 가정에 설치되어 있는 유비쿼터스 컴퓨팅 기술(Ubiquitous computing technologies)의 개선 방안을 도출하는데 사용되었다(Intille et al., 2005; Alavi et al., 2020). Indiana University의 R-House 역시 실제 가정공간이 구현되어있으며, 로봇과 인간의 상호작용(Human–robot interaction)을 관찰하여 로봇의 사용자 친화도를 개선하는데 사용되었다(Caine et al., 2012; Alavi et al., 2020). Morantes et al.(2016)의 경우에는 박물관에서 정보를 전달하는 방식에 대한 방문자의 UX를 이해하기 위해 리빙랩을 활용하였다. Morantes가 리빙랩을 활용한 이유는 방문자의 자연스러운 행동을 관찰하고, 방문자의 실제 UX를 이해하기 위함이다. 이처럼 피실험자와 복잡하게 상호작용하는 제품 및 서비스의 평가를 위해 리빙랩이 활용되고 있다.

본 연구의 평가 대상인 스마트 조명은 독서, 휴식, 취침 등 다양한 실내활동을 지원하는 스마트 제품이다. 따라서 본 연구에서는 스마트 제품의 UX 평가를 지원할 수 있는 스마트안전 리빙랩을 평가 장소로 선정하였다. 스마트안전 리빙랩은 스마트, 안전 제품 및 서비스의 기획, UX 평가, 융합 인증 지원을 목적으로 경기도 화성시에 구축된 리빙랩 시설이다(https://ssll.knicc.re.kr/). 스마트안전 리빙랩에는 실제 가정, 호텔, 요양원, 카페 등 다양한 실내활동이 수행되는 유사공간이 구현되어 있다. 본 연구에서는 스마트 조명이 주로 사용되는 장소인 가정 유사공간에 스마트 조명과 가구 등을 배치하여 스마트 조명의 실사용 환경을 구현하였다.

UX 평가 방법론은 제품 및 서비스의 UX를 평가하여 제품 및 서비스에 대한 의견을 수렴하고 개선방안을 도출할 때 사용되는 방법론을 의미한다. UX 평가 방법론은 올바르고 효율적인 UX 평가 진행을 지원한다. 리빙랩에서의 UX 평가는 통제된 실험실 환경에서의 UX 평가와는 다른 복잡한 진행 절차를 거치게 된다. 이에 따라 리빙랩에서의 UX 평가를 지원하는 다양한 UX 평가 방법론이 개발되고 있다(Nascimento et al., 2016)

본 연구에서는 스마트안전 리빙랩 UX 평가 방법론인 Smart Safety Living Lab User Experience Evaluation process(이하 SSLL-UX process)(Choi et al., 2021)를 활용하여 평가를 수행하였다. SSLL-UX process(그림1)는 평가자가 스마트안전 제품 및 서비스의 UX 평가 시 거쳐야 할 순차적인 흐름을 나타낸다. SSLL-UX process는 다섯 개의 Phase로 구성되어 있다. Phase의 하위에는 Phase의 목적을 달성하기 위해 수행하는 19개의 Step이 있으며, Step의 하위에는 Step의 목적을 달성하기 위해 수행하는 57개의 Task가 있다. Phase1은 ‘평가 계획’으로, 평가 주제를 선정하고 평가 일정을 계획하는 단계이다. 평가 주제를 정하기 위해 평가 대상 품목의 기능, 법적 규제 사항, 특이사항 등을 조사하고 업체 요구사항을 파악하는 것이 선행되어야 한다. Phase2는 ‘실험 설계’로, 실험 환경, 실험 시나리오, 데이터 수집 및 분석 방법을 계획하는 단계이다. 평가 대상의 실사용 환경을 구현하는 것은 사용자의 평가 몰입도에 영향을 미칠 수 있으므로 신중하게 계획하는 것이 중요하다. 또한, 리빙랩에서는 피실험자가 실사용 시의 행동을 직접 수행해보기 때문에, 적절한 시나리오와 효율적인 실험 동선을 수립하는 것이 중요하다. Phase3는 ‘실험 수행’으로, 실험 수행을 준비하여 실험을 수행하고 실험 수행 결과를 검토하는 단계이다. Phase4는 ‘실험 결과 분석’ 으로, 실험에서 수집한 데이터를 분석하여 실험의 결론과 제품의 개선사항을 도출하는 단계이다. Phase5는 ‘평가 결과 공유’로, 보고서를 작성하고 이를 UX 평가에 참여한 다양한 이해관계자와 공유하는 단계이다.

본 Phase에서는 스마트 조명 및 리빙랩 이해관계자들과의 논의를 통해 UX 평가의 전반적인 주제를 계획하였다. 먼저, 스마트 조명 관계자는 평가 대상의 스위치에 대한 UX를 검토하는 것을 요구하였다. 평가 대상의 스위치는 다이얼(a)과 단축키(b)로 구성되어 있다(그림 2). 다이얼을 좌우로 돌리면 밝기와 색온도를 조절할 수 있으며, 단축키를 누르면 각각 독서, 휴식, 취침모드로 변경할 수 있다. 다음으로, 스마트 조명 관계자는 평가 대상의 주요 기능에 대한 UX를 검토하는 것을 요구하였다. 여기에서, 주요 기능은 앞서 설명한 모드 기능과 자동 소등 기능을 의미한다. 피실험자의 입장에서, 스위치를 조작하는 방식은 쉽고 간단하다. 또한, 단축키를 눌러 모드 기능을 경험하는 것과 자동 소등 기능을 경험하는 것이 어렵지 않다. 따라서, 평가 주제는 스마트 조명의 스위치, 모드 기능, 자동 소등 기능에 대한 UX 평가를 수행하는 것으로 선정하였다.

본 Phase에서는 UX 평가를 수행하기 위해 실험 시나리오와 데이터 분석 방안을 설계하였다. 먼저, 실험 시나리오는 피실험자가 스위치, 모드 기능, 자동 소등 기능을 모두 사용해보도록 설계하였다. 피실험자는 기본 정보 설문을 진행한 후, 스마트 조명의 사용 방법을 청취한다. 이후 피실험자는 모드 기능의 실사용 환경을 경험하며 스위치를 통해 맥락에 따라 선호하는 밝기와 색온도로 조명을 조절해본다. 모드 기능과 관련된 평가를 마친 후, 피실험자는 자동 소등 기능을 경험하고 이와 관련된 평가를 수행한다. 마지막으로 피실험자는 전반적으로 평가를 돌아보며 인터뷰를 수행한다. 최종적으로 수립된 시나리오는 표 1로 정리하였다.

시나리오 설정 이후, 평가 항목과 데이터 수집 방법을 선정하였다(표 2). 본 연구의 주된 목표는 UX를 평가하는 것이지만, 스마트 조명 관계자의 요청에 따라 만족도(Satisfaction)와 성과지표(Performance index) 항목을 추가로 수집하였다. UX, 만족도, 성과지표 항목은 설문조사를 통해 평가하였으며, 설문조사는 7점 리커트 척도(1점: 매우 그렇지 않다, 2점: 그렇지 않다, 3점: 다소 그렇지 않다, 4점: 보통이다, 5점: 다소 그렇다, 6점: 그렇다, 7점: 매우 그렇다)로 응답하도록 하였다. UX, 만족도, 성과지표 항목은 스마트 조명 및 리빙랩 이해관계자와의 논의를 통해 선정하였다. 항목별로 피실험자가 응답한 점수의 평균을 분석하여, 평균 점수가 낮은 평가 항목에 대하여 개선방안을 모색하고자 한다.

UX 항목은 스마트안전 리빙랩에서 제공하는 UX 항목 데이터베이스인 스마트안전 UX 요소 모형에서 추출하였다. 스마트안전 UX 요소 모형은 문헌조사와 스마트안전 리빙랩에서 수행된 UX 평가 사례 분석을 바탕으로 개발된 UX 항목 목록이다. 스마트안전 UX 요소 모형의 전체적인 구조와 각 항목의 정의는 Appendix A에서 제공한다. 평가를 위해 스위치와 모드 기능에 대한 UX 평가 항목을 각각 선정하였다. 자동 소등 기능의 경우, 기능이 단순하여 만족도와 성과지표 항목을 평가하는 것으로 충분하다고 사료되어, UX 평가 항목을 선정하지 않았다. 스위치의 UX 요소로는 제어성, 응답성, 정보가시성, 고객맞춤화, 기억성, 친숙성, 직관성, 완성도, 단순성, 정체성, 참신성, 귀중성으로 총 12개 요소를 선정하였다. 모드 기능의 UX 항목으로는 직관성, 지원성, 참신성, 귀중성, 신뢰성으로 총 5개 항목을 선정하였다.

만족도 항목은 피실험자가 스마트 조명을 사용하면서 느낀 만족도를 평가하는 항목이다. 평가 대상이 전반적으로 만족스러운 정도(전반적 만족도), 스위치의 조작이 만족스러운 정도, 모드 기능이 만족스러운 정도, 자동 소등 기능이 만족스러운 정도를 평가하였다. 추가로 독서, 휴식, 취침모드 별로 제공되는 밝기와 색온도가 만족스러운 정도를 평가하였다.

성과지표 항목은 피실험자가 스마트 조명을 사용하면서 얻은 성과를 평가하는 항목이다. 성과지표 항목으로는 스마트 조명이 전반적으로 기대한 품질을 충족하는지를 묻는 전반적 품질 충족, 경쟁력, 제품 추천, 구매 가능성, 가격 적절성 항목을 선정하였다.

설문조사 이외에, 피실험자의 선호와 의견 등을 파악하기 위해 추가 데이터를 수집하였다. 먼저, 피실험자가 독서, 휴식, 취침모드 별로 선호하는 밝기, 색온도 정보를 조도 측정기로 수집하였다. 밝기값은 Lux, 색온도 값은 K(kelvin) 단위로 수집하였으며, 밝기는 5점법에 따라 측정하였다. 5점법은 공간의 네 모퉁이와 한가운데에서 측정한 조도값을 계산하여 실내 조도를 산출하는 방식으로, 조도 측정 시 보편적으로 사용되는 방식이다(Choe, 2013). 또한, 인터뷰를 통해 서술형 데이터를 수집하였다. 인터뷰에서는 설문조사 응답에 대한 이유나 개선방안 아이디어 등 다양한 의견을 듣고자 하였다. 본 UX 평가에서 수집한 데이터 목록은 표 2에 정리되어 있다.

본 Phase에서는 스마트안전 리빙랩에 실험 환경을 구현하고, 피실험자를 모집한 후 실험을 진행하였다. 먼저, 피실험자가 스마트 조명을 사용할 때 현실감을 느낄 수 있도록, 스마트안전 리빙랩에 가정환경을 구현하였다(그림3). 여기서, 본 연구에서는 천정고(바닥에서 천장까지의 가장 짧은 거리)가 가정공간의 평균 천정고인 2.3m와 근사한 공간을 실험 공간으로 채택하였다. 이는 실내 넓이, 높이 등 구조에 따라 조명의 밝기를 느끼는 정도가 달라질 수 있기 때문이다(Choe, 2013). 또한, 조명의 밝기가 동일해도 벽지나 가구의 색상에 따라 인간이 느끼는 밝기감은 달라질 수 있다. 예를 들어, 검정색 벽지는 빛을 많이 흡수하기 때문에 조명이 더 어둡게 느껴질 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 검정색이나 흰색 등 과도하게 빛을 흡수하거나 반사하는 색을 피하여 회색과 베이지색 위주의 벽지와 가구를 선정하였다. 특히 피실험자가 모드 기능을 실사용 환경에서 경험할 수 있도록 독서, 휴식, 취침 환경을 구현하였다. 독서모드의 실험 공간에는 피실험자가 원하는 책을 골라 독서를 할 수 있도록 책장, 책상, 의자 등을 배치하였다. 휴식모드의 실험 공간에는 휴식을 취할 수 있도록 소파, TV 등을 배치하였다. 취침모드의 실험 공간에는 취침을 취할 수 있도록 침대, 침구 등을 배치하였다.

피실험자는 스마트 조명의 예상 소비자층인 20-50대 성인 32명을 모집하였다. UX 평가에서는 인터뷰 등을 통해 설문 결과에 대한 심층적인 정보를 얻음으로써 피실험자가 적더라도 유의미한 결과를 도출할 수 있다. 실제로 20명 미만인 표본으로 통계분석을 수행한 UX 평가 연구가 다수 존재한다(Norman, 2010). 피실험자 모집 시, 평가 결과의 편향을 방지하기 위해 20, 30, 40, 50대를 8명씩 균일하게 모집하였다. 또한, 스마트 조명을 사용해본 경험이 있는 사람과 경험이 없는 사람을 16명씩 균일하게 모집하였다. 연령과 스마트 조명 사용 경험 여부에 따라 피실험자를 균등하게 모집한 이유는 다양한 집단의 의견을 고루 수집하기 위함이다. 더불어, 이후 분석에서 피실험자 집단 간 유의한 점수 차이가 발생하는 요소를 찾고 그 이유에 관한 추가 분석을 수행하고자 한다. 모집한 전체 피실험자의 평균 나이는 40.09세(σ=11.60세)이다. 또한, 스마트 조명의 사용 경험이 있는 사람의 평균 나이는 39.56세(σ=11.66세) 이며, 없는 사람의 평균 나이는 40.63세(σ=11.89세)이다.

피실험자는 스마트안전 리빙랩에 방문하여, 시나리오에 따라 스마트 조명과 자유롭게 상호작용하였다. 스마트 조명과의 상호작용 이후, 피실험자는 UX 평가를 수행하였다.

수집한 데이터에 결측값은 존재하지 않으며, Extreme Studentized Deviation 방법으로 발견한 세 건의 이상값은 제거하였다(표 3). 전처리 결과는 Appendix B에서 제공한다. Shapiro-Wilk 검정 결과, 다수의 평가 항목 데이터에서 정규성을 따르지 않는 것으로 나타나 비모수 방법으로 분석하였다(표 4).

본 연구에서 평가한 스마트 조명은 시제품 개발이 완료된 제품으로, 시장 진출을 앞두고 있다. 따라서 빠른 시장 진출을 위해 개선이 시급한 평가 요소를 우선적으로 도출하는 것이 필요하였다. UX, 만족도, 성과지표 항목 별로 가장 개선이 시급한 요소를 도출하기 위해 다음과 같은 분석을 수행하였다. 우선 Kruskal-Wallis 검정을 통해 요소 간 유의한 점수 차이가 발생하는 항목이 존재하는지 확인하였다. 이후 Dunn-Bomferroni 사후 검정을 통해 항목 별로 점수 차이를 유발하는 요소를 도출하였다. 마지막으로, 인터뷰 결과를 바탕으로 해당 요소의 점수가 지나치게 높거나 낮은 이유를 파악하여 스마트 조명의 개선 방안을 도출하였다. 추가로, Kruskal-Wallis와 Wilcoxon rank-sum 검정을 통해 피실험자 집단 간 유의한 점수 차이가 발생하는 요소를 확인하였다. 연령에 따라 피실험자 집단을 나눈 경우, 유의한 점수 차이가 발생하는 요소가 존재하지 않았다. 이는 스마트폰의 보급 등을 통해 고연령층도 스마트 제품에 익숙하기 때문에, 스마트 조명에 대한 거부감이나 익숙함 정도가 연령 별로 큰 차이가 없기 때문인 것으로 판단된다(Kim, 2017; Kim, 2019). 반면, 스마트 조명 사용 경험 여부에 따라 피실험자 집단을 나눈 경우, 일부 항목에서 유의한 점수 차이가 발생하는 요소가 존재한다. 구체적인 평가 항목별 분석 결과는 아래에서 소개한다.