< 인간공학 이란.. >

0593090 김문지
인간공학 실습
2007년 3월 14일
1. 인간공학의 개념
인간공학이란(Ergonomics) 이란, 환경을 사용자에게 적합하도록 조절하는 것을 의미한다.
여기서 환경이란 대기, 빛, 소리 등 생활환경을 의미하기도 하고 인간이 사용하는 기기 및 기구를
지칭하는 말일 수도 있다. 인간공학은 사용자로서의 인간에 초점을 두는 학문체계라 하겠다.
즉 인간을 중심으로 하여 ‘인간-기계-환경’의 유기적 합리화를 꾀하는 것이 바로 인간공학의 존재
이유이다. 인간공학은 인간의 감각기관을 통하여 감지한 정보의 입력과 처리, 인간의 체계 제어활동 및
이에 관련된 기구, 작업범위 및 인체측정과 작업기기의 배치, 생활환경 인간행동 등에 관한 연구 등
다양한 수준의 연구 문제들을 포함한다.


2. 인간공학의 발달과정
“인간공학”이라는 말이 생겨난 것은 20세기에 들어서이다. 인간공학의 역사적 흐름에는 인간의
노동에 관한 과학적인 연구를 중심으로 하여, 주로 유럽에서 일어난 아고노믹스와 실험심리학 및
공학을 주체로 하여 미국에서 생겨난 휴먼엔지니어링(human engineering)의 2가지 흐름이 있는데,
현재는 서로 결합되어 있다.
1차 세계대전 전의 디자인에 대한 범주는 장식, 외장, 미의 영역에 속해 있었지만, 2차 세계대전 후를
즈음하여 이것은 생활의 장이라고 하는 근대적 감각 속에 용과 미라고 하는 새롭고 독창적인 의미로서
표출되게 되어 현대에는 새로운 과학기술의 흐름을 패션이라고 하는 물결과 함께 사용자에게 만족감을
주어야 한다는 심각한 문제로 변질되었다.


3. 인간공학의 정의
인간공학이란 복잡한 조직을 가진 기계와 이를 조정할 인간을 어떻게 잘 연결시킬까와 테마로 시작한
학문이다. 지금까지는 사람과 사람, 기계와 기계로서 서로 각기 분리된 것으로 생각해왔던 것이 두 가지를
결함시킴으로써 새로운 문제가 생기고, 그 다리 역할을 하는 것으로서 인간공학이 탄생되었다고 생각할 수
있다.
즉 인간공학이란 인간의 특성에 맞는 인간의 적성과 훈련에 따르는 문제를 종합적으로 해결하여 인간을
위한, 인간에 맞는 기계문명을 이룩하고자 하는 종합과학이다.
여러 가지 입장에서 정의를 내리고 있지만, 일반적으로 인간의 작업능력과 그 한계를 알고 인간의 해부학,
심리학적 특성을 작업과 적합토록 하는 과학이라고 할 수 있다.
또한 일할 때의 에너지를 합리적으로 분배하여 인간으로서 정확한 작업을 함에 있어서 어떻게 함이 옳고
좋은가를 연구하는 과학이라고도 할 수 있다.

- 인간공학 연구자들의 정의
* E.j.macormick: 인간공학이란 인간이 물건을 사용하는 데 대한 기술의 체계를 말하나, 좁은 뜻으로는
인간의 작업과 작업환경을 인간의 정신적, 신체적 성능에 적합하게 하는 것을 목적으로
하는 과학이다. 따라서 인간이 사용하는 기계, 인간-기계계, 상품 등의 설계나 작업방법,
작업환경의 개선에 대하여 인간공학을 적용할 수 있다고 하였다.
* L.c.mead: 인간공학은 기계와 인간에 의한 산업이 쾌적, 안전, 능률적으로 되게 기계와 인간을 적합
하게 하려는 것이라고 하였다.
* W.e.woodson: 인간공학은 인간의 작업, 인간-기계의 능률이 향상되게 각종 조작 장치의 설계를 하는
것으로서, 이것에는 정보의 표시방식이나 제어방법도 포함되어 있다.
* Chapanis: 인간과 기계의 조화 있는 체계(man-machine system)를 갖추기 위한 학문이다.
다시 말하면 인간 공학이란 인간이 사용할 수 있도록 설계하는 과정이다.

이상 여러 학자가 말한 바와 같이, 근대적 인간공학은 여러 사태에 있는 인간에 대해 생리학적, 해부학적
및 심리학적인 제 특성, 제 기능을 해명하고 인간에 가장 적합한 기계 장치를 설계제작 하거나 작업장의
배치를 합리화시키고 작업 환경조건을 최적화시키기 위한 실천과학이라고 정의 내릴 수 있겠다.


4. 인간공학의 필요성
역사적으로 도구와 장비는 대부분 진화 과정이나 시행착오를 거쳐 개발되었다. 이처럼 여러 시행착오를
거치며 여러 가지 도구나 무기 등이 인류의 생존이나 삶에 적합하도록 개선되어 왔다.
하지만, 최근 수십 년 동안에는 기술 개발 속도가 빨라져서, 설계 초기 전계에서부터 인간 요소의 체계적
고려가 필요하게 되었다.
새로운 개량 시스템은 대부분 아주 복잡하기 때문에, 일단 만든 다음에는 고치기가 어렵거나 고치더라도
비용이 너무 많이 든다. 따라서 가능한 한 초기 설계부터 인간공학적으로 만족할 만한 것이어야 한다.
인간공학은 주로 설계자 또는 디자이너가 활용하는데, 앞서 말한 목적을 달성하기 위해서는 설계의
첫 단계부터 그런 도구나 기계시스템을 사용하게 되는 작업자의 특성에 알맞은 설계가 필요하다.


5. 인간공학의 초점
인간공학은 일과 일상생활에서 사용하는 제품, 장치, 설비, 수순, 환경 등과 인간의 상호 작용에 초점을
둔다. 기술적 공학 문제에만 중점을 두는 일반 공학과는 달리, 인간공학은 인간과, 사물의 설계가 인간에게
미치는 영향에 중점을 둔다. 따라서 인간공학은 사람들이 사용하는 사물과 그 사용 환경을 변경하여 사람의
능력, 한계, 요구에 한층 부합 시키도록 한다.


6. 인간공학의 목적 및 디자인 목표
인간공학에는 두 가지 중요 목적이 있다. 첫째, 목적은 일과 활동을 수행하는 효율을 향상시키려는 것으로, 사용 편의성 증대, 오류감소, 생산성 향상 등을 들 수 있다. 둘째, 목표는 바람직한 인간 가치를 향상시키고자 하는 것으로, 안전성 개선, 피로와 스트레스 감소, 쾌적감 증가, 수용성 향상, 작업 만족도 증대, 생활의 질
개선 등을 들 수 있다.
디자인에 있어서 조형은 단순한 형의 즐거움이나 생각에 의한 것이 아니라 그 아름다움이 기기가 갖는
메카니즘이나 재질 · 생산성 등과의 밀접한 상호관계에서 독자적인 형태로서 표현되어져야 한다.
따라서 오늘의 디자이너는 인간 측에 가까운, 보다 인간공학 화된 생활환경을 추구하기 위하여 기물의 형태는 인간의 주관에 순응하면서도 객관성을 추구하고 있는데, 이는 우리가 추구하는 인간화
(넓은 의미의 인간공학 화)를 의미하며, 여기에 진정한 의미의 디자인이 존재하는 것이다.
즉, 디자인의 평가를 인간공학적 측면에서 과학적으로 분석해 보려고 하는 것이다.


7. 인간공학의 연구방법
1) 상품분석 (merchandised analysis method)에 의한 방법
현재 일반적으로 사용되고 있는 기물가운데, 사용하기 좋은 것을 선택하여 이것의 모양, 치수, 기구, 소재 등에 대해서 그 조작성과의 관계를 분석하여 보다 적절한 인자를 발견해가는 방법이다.
조작성이란 사용자의 생체기능에 관계되는 특성의 종합적 관찰을 의미한다.
2) 소비자조사 (consumer researching method)에 의한 방법
직접 기물을 사용하는 사람의 의견을 설문형식으로 수집하여 이것을 종합적으로 판단하는 방법이다.
3) 반응조사 (reaction and interaction method)에 의한 방법
이것은 기기를 실제로 사용하고 있는 인간의 적합, 적응, 순응, 피로상태를 형태, 생리, 운동, 심리 등의
관점에서 관찰, 측정하는 방법으로 특히 심신 반응의 정량, 정성 분석을 통해 판정된 자료를 얻으려고
하는 것이다.
4) 제품의 파손도 조사에 의한 방법
폐기된 상품을 모아 그 원인이나 과정을 관찰, 측정함으로써 개량 점을 알려고 하는 방법이다.
5) 그 밖의 방법
서보릭크(servolick)법 조작분석, 사용빈도 분석, 피로도 분석, 숙련도와 시간의 분석 등에 의한 방법이 있다. 어떤 방법이든 인간과 기계의 관계에 있어 인간 측의 조건을 형성하는 인자를 수집하는 것이기 때문에
사용자의 개성별,연령별,성별,인종별,의욕도,순응도 등의 항목을 고려할 필요가 있다.


8. 인간공학의 학문분야
1) 감성공학
인간이 가지고 있는 소망으로서의 이미지나 감성을 구체적인 제품설계로 실현해내는 공학적인 접근방법으로, 인간감성의 정성, 정량적 측정, 이의 분석과 평가를 통한 제품, 환경설계에서의 반영과정을 포함한다.
2) 인체측정학
신체부위의 치수와 신체적 특성을 측정하여 자료를 산출하는 작업으로, 표준자세에서 움직이지 않는 상태로 신체 각 부위의 길이, 무게, 부피, 둘레 등을 측정한 구조적 인체치수와 움직이는 자세에서 관절의 운동이나
동작범위 등의 동적 특성과 각 부위의 관성특성 등을 측정한 기능적 인체치수로 분류된다.
인체측정은 인체측정기를 사용하거나 사진 촬영 술을 이용하며 형상의 측정을 위해서는 형상측정기나
간접촬영 술을 사용한다.
3) 인지공학
보편타당한 지식의 획득과정. 즉, 지각, 판단, 결정, 기억, 추론, 문제의 해결, 언어이해, 언어사용과 인간이
태어날 때부터나 또는 경험적으로 획득하고 있는 기존의 정보에 기초하여 외계의 사물에 관한 정보를 선택적으로 받아들여 그것에 의해 사물의 상호관계, 일관성, 진실성 등에 관한 새로운 정보를 축적하거나 외부에
전달하며 또는 이러한 정보를 이용하여 적절한 행위 선택을 하거나 적절한 기능을 행사하기 위한 생체의
능동적인 정보의 수집, 처리 활동을 총칭한다.
4) 안전공학
자기 자신의 생명과 건강을 안전하게 유지하기 위하여 자기를 방어하는 것은 인간의 기본적인 욕구에 기초한다. 안전이란 위험으로부터 상대적으로 얼마나 멀리 떨어져 있느냐 하는 것을 측정하는 것으로서 안전을
공학적으로 연구하고 분석하여 실제 작업에 적용하기 위함이다.
5) 실험심리학
자극에 대한 5감(시각, 청각, 후각, 미각, 촉각)을 관측하고 적성검사 및 성격조사 등의 심리측정방법을
통하여 연구하는 학문.
6) 작업연구
시간연구, 동작연구 : 작업 공간 및 작업영역설계
7) 환경공학
산업위생 - 소음, 진동, 조명, 색채, 온도, 습도, 분진, 수질오염, 공중위생(Public Health) 등
8) 제어공학
수동제어, 자동제어 등의 기계와 사람사이의 정보전달, 협력, 분담 등을 통하여 전체 시스템의 목적을
성취하기 위함이다.
9) 산업디자인
주거 공간, 의자, 가구, 의복, 신발, 실내장식, 가전제품 등을 인간에게 편리하고 안락하도록 설계하기
위함이다.


9. 인간공학적으로 개선된 제품

1) 리바이스 엔지니어진

-> 기존 청바지의 불편함
기존의 청바지는 옆 재봉선이 직선으로 떨어지기 때문에 곡선을 이루는 신체 형태와는 다소 차이가 있다.
그래서 청바지를 입었을 때는 활동에 제약을 받게 되는데 이런 신체적인 제약은 청바지 형태의 변화를
가져온다.
또한 바지밑단의 길이가 동일하기 때문에 신체의 특성상 바지밑단의 앞부분은 발등에 걸려서 끌리지 않지만 뒷부분은 그대로 끌리게 된다. 또한 밑단의 길이가 동일함으로써 신발을 덮을 때 자연스러운 멋을 살리기가
쉽지가 않다. 기존의 청바지는 옆 재봉선이 직선으로 떨어지고, 바지밑단의 앞뒤 길이가 동일하였다.
이런 생각들은 Engineered Jeans의 등장으로 깨지게 되었다.

-> 엔지니어드진이 등장하게 된 배경
청바지의 디자인이 신체의 형태와 맞지 않아서 생기는 불편함은 이미 오래 전부터 알고 있었던 불편함이었다. 하지만 고정적으로 우리에게 인식된 청바지의 디자인을 바꿀 생각을 한 브랜드는 없었다.
그런 불편함을 개선한 것이 리바이스사의 엔지니어드진이다
엔지니어드진의 슬로건은 FREE-TO-MOVE 즉. 움직임의 자유라는 뜻이다.
실제로 기존 청바지는 바지의 불편함 (당기고, 이동이 편하지 않은 점)은 개선되어야할 문제점으로 지적
되어왔다. 그래서 리바이스사에선 보통 바지의 2차원 디자인을 벗어나서 사람다리의 입체적인 모습에
맞추어서 엔지니어드진을 만들어내었다.
하지만 계속된 매출감소와 시장점유율이 잠식당하는 어려움에 처하자 이러한 상황을 타개할 무엇인가가
필요했다.

-> 엔지니어드진과 기존의 청바지와 차이점
+ 재봉선
기존청바지 제품이 옆 재봉선이 직선으로 떨어지는 것에 비해서 Engineered Jeans 제품은 다리의 형태에
따라 곡선으로 비스듬하게 재단되어있는데 이것은 바지의 재봉선이 일자라는 통념을 깬 획기적인 디자인
이라고 할 수 있다.
옆선이 다리 모양에 따라 굽어져 있어 언뜻 보면 재단이 잘못된 것 같지만 이 덕분에 다리의 움직임에 따라
옷이 똑같은 방향으로 자연스럽게 움직인다.
이렇게 돌아간 옆선은 Engineered Jeans의 모토인 Free-To-Move 의 시작이라고 할 수 있다.

+ 밑단
Twist 옆선은 Engineered Jeans의 가장 큰 특징 중 하나이다. Engineered Jeans 은 바지 밑단의 앞뒤
길이를 다르게 함으로써 바지 뒤가 끌리지 않고, 신발을 좀 더 여유 있게 덮을 수 있도록 하였다.

+ 뒷주머니
기존 청바지와 엔지니어드 진을 비교해보면 엔지니어드 진의 뒷주머니가 5cm정도 밑으로 내려가 있고
각도 역시 기존의 청바지와는 다르게 안쪽으로 디자인 되었다. 이것은 우리가 뒷주머니에 손을 넣었을 때
각도를 고려해서 만든 것으로 기존청바지의 뒷주머니에 손을 넣었을 때는 팔꿈치가 위쪽으로 들리고 손이
밖으로 향하는 불편함을 덜기 위함이다.
좀 더 자연스럽게 뒷주머니에 손을 넣을 수 있는 위치와 각도를 고려해서 만든 것이다.

+ 기타
Engineered Jeans 은 앞주머니 안에 달린 작은 주머니인데 기존의 것보다 좀 더 크고 좀 더 높게 달려있는데 이것은 이제 동전이 아닌 신용카드를 가지고 다니는 젊은 세대들의 실용성을 반영한 디자인이다.


2) 테크노 백

-> 테크노 백의 탄생배경
제품의 탄생은 그 동안 학생을 둔 가정의 부모님들의 고뇌와 자녀에 대한 연민의 결과로 만들어 졌다고 한다.
학생 거의 대부분이 정신적 스트레스와 육체적 고통에 시달리고 있는 현실에서 가방이 차지하는 부분을
무시 할 수 없다는 연구 결과에 따른 것이라고 한다.
그러한 것들을 도와줄 수 있도록 만들어진 가방이 테크노 백 이라고 한다.
보다 편리한 가방을 지속적으로 개발하여 자라나는 청소년들의 건강에 일조를 하자는 목표를 가지고
인체 공학적으로 설계된 가방이 탄생했다.
모 회사와 한양대 인체 공학 연구소와 공동으로 인체공학의 개념을 도입, 디자인한 제품이 바로 테크노
백이다. 많은 압력이 가해져 어깨 결림 등의 불편을 초래한 기존의 단점을 보완했다.

-> 인간공학적인 테크노백

+ 등판디자인의 고안목적
인체공학적 설계를 바탕으로 가방 착용 시 어깨나 허리 및 등의 부하 감소시킬 수 있는 디자인 기존 어깨에
주로 부과되었던 가방 무게에 대한 압력을 어깨, 허리로 분산하고 무게 중심을 모아 중심으로 이동시켜
어깨 부하를 감소한다.
인간의 등의 형상에 적합하여 등에 밀착 면이 최대화 되도록 디자인, 한국인 체형에 맞게 인체공학적인
설계를 기초로 하여 가방을 착용했을 때 허리와 어깨 등 신체에 부과되는 가방의 무게를 분산 감소시켜
착용감이 편하다.
전체에 가방의 압력이 고르게 분포해 장시간 착용으로 인한 어깨 결림 등 을 방지, 허리 전체의 가방 무게를
분산시킴으로써 다른 부위에 부과되는 압력 감소, 어깨 끈에 패드를 삽입시켜 어깨 부하를 흡수하고 장시간
가방을 착용했을 때 어깨의 결림 등 근육 피로 도를 감소시킬 수 있다.


활동에 따른 가방의 흔들림이 적어, 안정감과 편안함을 느낄 수 있도록 설계를 했다.
등판디자인은 세 부분으로 나뉜다. 가운데 부분은 허리부분의 모양을 생각하여 쏙 들어간 부분에 쿠션을
넣었고 크기와 치수도 인체 공학적으로 설계되었다.
양쪽에 쿠션도 모양을 보면 확 알 수 있듯이 허리를 감싸 편안함과 충격에 대한 인간공학적인 설계가 된
부분이다.

-> 기존의 가방과 테크노백의 비교

+ 기존가방의 문제점
우선 기존 가방은 인체를 고려하지 않은 디자인, 평면 디자인 제작했다.
가방의 기능적인 측면만을 강조한 것이다. 그리고 신체 크기와는 맞지 않는 가방의 사이즈이다.
실질적인 요추지지 기능을 하는 쿠션이 부재해 어깨에 부과되는 압력 가중된다.
가방 등판이 평면으로 제작되어 가방을 맸을 때 등의 압력 분포 불균형을 일으키는 문제점을 갖고 있다.

+ 기존 가방과 비교
테크노 백은 하드케이스로 만들어 진 것이 가장 다른 점 같다.
하드케이스는 어떤 물건을 넣어도 가방의 외형에 영향을 주지 않을 것이기 때문이다.
그러나 종전의 가방은 어떤 물건을 넣었을 때 외형을 변하게 만든다.
그러므로 인간공학적인 면을 고려하기보다는 완전히 디자인과 기능에 입각한 가방이다.
이것이 가장 뛰어난 점이라고 평가하고 싶다.
다음은 사이즈에 관한 것이다. 우선 테크노 백은 가방의 크기를 LARGE, MEDIUM, SMALL 로 세가지로
구분하여 생산하고 있다.
이는 어린이와 청소년 어른의 키와 남. 여의 신체 사이즈를 고려한 설계와 생산이라고 보인다.
그러나 기존의 가방은 크기와 제품규격에 있어서 그 어느 것도 인간의 다양성을 생각하지 않았다고 생각된다.

어깨끈 에 부과되는 압력이 테크노 백에서는 어깨 끈에 패드를 삽입시켜 어깨 부하를 흡수하고
장시간 가방을 착용했을 때 어깨의 결림 등 근육 피로도를 감소시킬 수 있고 가방 무게로 인하여
상체가 불안정하던 기존의 제품과는 다르게 등판이 하드하게 가방을 고정함으로써, 기존의 제품에서
보이던 쿠션과는 다른 공학적인 측면에서 설계되었다는 것이다.
기존의 제품에는 등판에 쿠션이란 찾아볼 수가 없다 혹 있다 하더라도 등판에 삽입된 기본 쿠션은 등에
부과되는 압력을 효과적으로 분산시키지 못하였다.
그러나 테크노 백은 이러한 측면에서 인간공학적인 결과로써 쿠션의 위치와 크기 모양을 결정하였다.
가방 뒤에서 충격이 가해질 때 기존의 제품은 그 충격이 그대로 전달되는 반면 테크노 백은 하드케이스라서
충격을 완화하고 등판의 쿠션이 이의 충격을 흡수하는 구조로 되어 있다.
테크노 백에서는 등판에 관련된 모든 것에 인간공학적인 측면을 고려, 계산하여 제품을 제작하였다.
이를 살펴보면 등판지지 쿠션 간의 가로 너비 와 세로 길이, 등판지지 쿠션 모양, 가방끈 사이의 길이
가방 끈 시점의 각도, 가방 중심 길이, 가방 끈의 길이 와 폭 곡률, 등판의 가로 너비를 비롯하여, 거의
모든 점에 인간공학적인 측면을 고려하였다고 할 수 있다.
앞으로 테크노 백은 많은 학생들에게 보급되어서 스트레스와 피로에서 조금이나마 해방시켜 줄 수 있는
가방으로 큰 역할을 할 것 같으며, 다른 가방회사에서도 인간공학적인 측면을 생각하게 해줄 수 있는
좋은 가방인 것 같다.


인체공학이 적용된 디자인은 우리 주변에서 흔하게 찾아볼 수 있다.
인간공학의 연구대상은 보통 인체 싸이즈와 그 동작행태, 범위, 이와 더불어 오감에 관한 것,
심리에 관한 것 등 기타 여러 타 분야가 있고, 이미 연구했던 분야까지도 그 연구대상이다.
그 예로서 우리가 흔히 볼 수 있는 커피 잔을 예로 들 수 있겠다. 손잡이의 모양 크기, 단면의 모양,
바닥과 윗면의 크기(구경)비례, 커피 잔의 용량, 온도 보존을 위한 재질선택, 입술에 대는 부위의 모서리 R.
등등 인간이 요긴하게 사용할 수 있도록 인간공학적인 배려가 적용된 것이라 할 수 있다.
하지만 모든 제품들이 인간공학적 디자인을 적용했다고 볼 수는 없는 것 같다.
그 예로서 최근의 금속성의 부엌용 기구로는 크롬광 같은 스텐레스계의 빛나는 금속이 사용되고 있다.
반짝반짝 빛나는 금속 광택은 시각적으로 차게 느껴져 화상을 일으킬 정도의 열이 있어도 모르기 일쑤이다.
특히 어린아이들은 반짝이는 것이나 영상이 나타나는 것에 흥미를 느끼기 때문에 이와 같은 사고가 잦다고
한다. 한 제품이 인간에게 있어 시각적인 아름다움을 주거나, 혹은 획기적인 기능을 가지고 있는 제품이라
할지라도 그 제품이 인간공학적, 즉 인간의 안전과 효율, 편리성, 생리적, 심리적 기능들을 감안하지 않은
디자인이라면 ‘누구를 위하여, 왜 디자인을 하는가?’ 하고 다시금 생각을 해봐야 할 것이다.
조사한 바에 같이 많은 학자들이 여러 가지 다양한 미사어구로 정의를 내려놓고는 있지만
내가 생각하는 인간공학은 “인간과 기계와의 관계에 있어, 보다 더 안전하고 친숙하게 접근할 수 있도록
이어주는 매개체” 인 것 같다.
단순하게 말하자면, 인간공학은 설비나 시스템들이 구축되어 있는데 인간이 보다 쉽고 효율적이고
안전하게 사용하게 하기위해 설비나 시스템들을 이렇게 개선하자라는 개념이라고 할 수 있는 것 같다.
진정한 인간공학적 디자인은 지나가는 나그네에게 건네 준 시원한 물이 담겨져 있는 바가지에 잎을 하나
띄우는 작은 배려가 아닐까 하는 생각을 하며 보고서를 마친다.


- 출처 -
* Chapanis, A. Some reflection on progress, Proceedings of the Human Factors Society 29th Annual Meeting, Santa Monica, CA: Human Factors Society, pp 1-8, 1985
* 감성공학기술, 한국 표준과학연구원, 1996
* 현대 인간공학, 정병용.이동경, 민영사, 2005
* www.uidesign.co.kr
* http://kin.naver.com/knowhow