AI-Human 협업 프레임워크(AHCF)를 활용한 개념 설계 연구 - 도시 폭염 대응 넥밴드형 웨어러블 제품디자인(H-Link)을 중심으로 - = AI–Human Collaboration Framework (AHCF) for Heatwave Wearable Design: - The H-Link Neckband Concept -

국문 초록 (Abstract)

(연구배경 및 목적) 기후변화와 도시 열섬 현상의 심화로 폭염은 도시의 주요 재난 위험으로 부상하고 있다. 그러나 기존의 스마트 쉼터와 같은 인프라 중심 대응은 시민의 이동 과정에서 발생하는 실시간 열 노출에 한계가 있으며, 개인용 냉각 디바이스는 도시 데이터 체계와의 연계가 부족하다. 이에 본 연구는 생성형 인공지능과 인간 디자이너의 협업 구조를 체계화한 AI–Human Collaboration Framework(AHCF)를 제안하고, 이를 도시 폭염 대응 웨어러블 설계에 적용하여 방법론의 구조적 검증 가능성 및 재현성 확보 가능성을 검토하는 것을 목적으로 한다. (연구방법) 본 연구는 AHCF 기반의 개념설계 연구로, 컨텍스트 분석, 생성적 탐색, 평가 및 정제의 3단계 구조로 수행되었다. 생성형 AI를 활용하여 문제 정의, 사용자 요구, 기술 조건 및 서비스 시나리오를 도출하고, 이미지 생성 AI를 통해 형태적 대안을 확산적으로 탐색하였다. 이후 인간 디자이너가 결과를 해석·선택·통합하는 수렴적 판단을 수행하였으며, 프롬프트 입력, 생성 결과, 설계 의사결정 과정을 설계 데이터로 기록하여 과정의 추적 가능성을 확보하였다. 또한 전문가 인터뷰를 통해 방법론의 적용 가능성을 질적으로 검토하였다. (연구결과) AHCF는 생성형 AI의 확산적 탐색 능력과 인간 디자이너의 맥락 기반 판단을 결합하는 협업 설계 방법으로 작동하였다. 이를 통해 제안된 H-Link는 후경부 집중 냉각, 생체 및 환경 센싱, 데이터 처리 및 도시 연동 기능을 통합한 넥밴드형 웨어러블로 개념화되었다. 또한 시스템은 감지–판단–대응–축적–업데이트의 순환 구조로 정리되었으며, 개인의 열 위험을 관리하는 동시에 도시 차원의 초국지적 환경 데이터를 축적하는 도시 인터페이스로 확장 가능성을 보였다. (결론) 본 연구는 AI–Human 협업을 구조화된 설계 방법론으로 제시하고, 설계 과정의 추적 가능성과 설명 가능성을 확보하였다는 점에서 의의가 있다. AHCF는 단순한 이미지 생성 절차를 넘어 분석, 생성, 평가가 연계된 협업 설계 틀로 기능하며, 개인 보호와 도시 데이터 시스템을 통합하는 새로운 도시디자인 접근 가능성을 제시한다. 향후 연구에서는 프로토타입 제작과 사용자 검증, 도시 플랫폼 연계 실증을 통해 방법론과 설계안의 적용 범위를 확장할 필요가 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

(Background and Purpose)Heatwaves have emerged as a critical urban risk due to climate change and urban heat island effects. Existing infrastructure-based responses are limited in addressing real-time heat exposure during movement, while personal cooling devices lack integration with urban data systems. This study proposes an AI–Human Collaboration Framework (AHCF) and examines its applicability through the conceptual design of an urban heatwave response wearable. (Method)This study adopts a methodology-driven conceptual design approach based on AHCF, structured into context analysis, generative exploration, and evaluation and refinement. Generative AI was used to derive problem structures and design alternatives, while human designers interpreted and refined the results. The process was recorded as traceable design data, and expert review was conducted to assess applicability. (Results)AHCF operated as a collaborative design method integrating AI-driven exploration with human-centered decision-making. H-Link was conceptualized as a neckband wearable integrating cooling, sensing, and data linkage. The system was structured as a sensing–judgment–response–accumulation–update cycle, connecting individual protection with urban data systems. (Conclusions)AHCF functions as a structured collaboration methodology enabling traceable and reproducible design processes. The proposed H-Link suggests a new urban design approach that integrates personal protection with city-scale data systems. Future research should extend validation through prototyping and real-world application.