Research on a Water-Drawing Robot Using Appropriate Technology: Focusing on Interaction Methods and User Experience

This study explores how appropriate technology, rather than advanced and complex systems, can enrich human-robot interaction and enhance user experience. While much research in robotics has focused on industrial efficiency or the humanoid form as an ideal model, such implementations remain technically difficult and limited in replacing human roles. Against this backdrop, the study applied the concept of “appropriate technology” to the case of WADE, a robot capable of drawing patterns on the ground with water. Water drawing provides an environmentally friendly and temporary medium that does not create pollution like ink or paint. By utilizing this simple yet expressive act, the study aimed to examine whether robots could deliver positive user experiences and emotional value through intuitive interactions.

The research was conducted through scenario-based experiments involving adults, children, and elderly participants. WADE employed non-verbal interaction modalities—eye movements, head gestures, and water drawing—to communicate with users. Participants watched videos of these interactions and evaluated the robot’s likability, satisfaction, and perceived value using a five-point Likert scale. These evaluation criteria were derived from previous HRI (Human-Robot Interaction) studies, emphasizing user affinity, situational appropriateness, and expectation fulfillment. A total of 51 participants, mostly in their 20s and 30s, took part in the survey.

The results demonstrated that the water-drawing interactions had a significant positive impact on user experience. Likability, satisfaction, and perceived value were all rated positively, with strong correlations observed among the three variables. Notably, the correlation between satisfaction and perceived value reached 0.845, indicating a strong relationship. Average scores showed that likability received the highest rating (4.06), followed by satisfaction (3.74) and perceived value (3.72). These findings highlight that anthropomorphic non-verbal behaviors, when combined with water drawing, can provide immersive and meaningful experiences for users. Moreover, the use of water drawing as a sustainable technology reinforced users’ perception of value while delivering a novel sensory experience.

The study further confirmed that water drawing could function as a third interaction modality, alongside existing non-verbal cues such as eye and head movements. By integrating this simple yet expressive behavior, WADE successfully enhanced emotional communication and enriched overall user experience. This validates the potential of appropriate technology as a design approach for service robots, emphasizing intuitive engagement rather than technological complexity.

However, the study acknowledged several limitations. The experiments were conducted using simulation videos instead of a fully functioning prototype, which may have limited the realism of user evaluations. In addition, the relatively small sample size of 51 participants—primarily younger adults—restricted the generalizability of the results. The researchers recommend future studies with larger and more diverse groups, the development of actual working prototypes, and qualitative interviews to capture deeper insights into the psychological and social effects of water-drawing interaction.

In conclusion, this study demonstrated that emotional and human-like interaction in robots does not necessarily require advanced technology. Instead, appropriate technology such as water drawing can enrich human-robot interaction, evoke positive emotions, and contribute to users’ quality of life. By providing new interaction methods rooted in simplicity, sustainability, and intuitiveness, robots can function not only as tools but also as companions that deliver meaningful experiences. This study offers valuable implications for future research in human-centered robot design and emotional interaction, underscoring that the essence of robotics lies not in complexity but in the quality of user experience.

본 연구는 첨단 기술보다 단순하고 적합한 기술을 활용하여 인간과 로봇의 상호작용을 풍부하게 만들고 사용자 경험을 향상시키는 방안을 탐구하였다. 기존 로봇 연구는 주로 산업 현장에서의 효율성이나 휴머노이드 로봇의 이상적 형태를 추구해 왔으나, 현실적으로 구현이 복잡하고 인간 역할을 완벽히 대체하기에는 한계가 존재하였다. 이에 본 연구는 ‘적정기술(Appropriate Technology)’을 기반으로 물을 이용한 드로잉 행위를 수행하는 로봇 WADE를 사례로 삼아, 단순하지만 직관적인 기술이 사용자에게 긍정적 가치를 제공할 수 있는지를 검증하고자 하였다. 물 드로잉은 물을 이용해 지면에 그림이나 문양을 그리는 방식으로, 잉크나 페인트와 달리 환경 오염을 유발하지 않으며 일시적이고 친환경적인 표현이 가능하다. 연구진은 이를 통해 사용자가 로봇과 새로운 형태의 경험을 나눌 수 있도록 하고자 했다.

연구 방법으로는 성인, 아동, 노인을 대상으로 한 시나리오 영상 실험을 설계하였다. WADE 로봇이 눈동자 움직임, 머리 동작, 그리고 물 드로잉을 통해 비언어적 상호작용을 수행하는 장면을 제시하고, 참가자들이 로봇의 친밀감, 만족도, 지각된 가치(Perceived Value)를 5점 척도로 평가하도록 하였다. 평가지표는 기존 인간-로봇 상호작용(HRI) 연구에서 활용된 요인들을 바탕으로 도출되었으며, 사용자의 호감도, 상황 적합성, 상호작용 기대 충족 여부 등을 포함하였다. 연구에는 총 51명이 참여했으며, 20대와 30대가 다수를 차지했다.

분석 결과, WADE 로봇의 물 드로잉 상호작용은 사용자의 호감도, 만족도, 지각된 가치 모두에서 긍정적인 평가를 얻었다. 세 변수 간에는 강한 상관관계가 확인되었으며, 특히 만족도와 지각된 가치 간 상관계수는 0.845로 매우 높게 나타났다. 평균 점수에서는 호감도가 가장 높았으며(4.06점), 만족도(3.74점)와 지각된 가치(3.72점)도 모두 긍정적 수준으로 평가되었다. 이는 물 드로잉이라는 단순한 행위가 인간화된 로봇 동작과 결합할 경우, 사용자 경험을 충분히 풍요롭게 할 수 있음을 시사한다. 또한 물 드로잉 기술은 환경적 지속가능성을 지닌 동시에 새로운 감각적 경험을 제공하여, 사용자가 로봇과 교감하는 데 있어 의미 있는 가치를 만들어낼 수 있음을 보여주었다.

연구는 물 드로잉 로봇의 상호작용 방식이 인간-로봇 상호작용의 새로운 모달리티로 기능할 수 있음을 확인하였다. 특히 눈과 머리 움직임 같은 기존의 비언어적 표현에 더해, 물 드로잉이 제3의 상호작용 방식으로 작동하면서 사용자에게 강한 몰입감과 즐거움을 제공하였다. 이는 첨단 기술보다 단순하지만 직관적인 적정기술이 사용자 경험에 중요한 기여를 할 수 있음을 실증적으로 보여준다.

다만 본 연구는 실제 로봇 시제품 대신 시뮬레이션 영상을 활용해 사용자 반응을 검증한 한계가 있으며, 소규모 표본(51명)에 국한되어 있어 결과의 일반화에는 제약이 있다. 향후 연구에서는 실제 프로토타입을 제작하여 다양한 연령층을 포함한 대규모 사용자 실험을 수행하고, 정성적 인터뷰를 병행함으로써 물 드로잉 상호작용의 심리적·사회적 효과를 심층적으로 검증할 필요가 있다.

결론적으로 본 연구는 로봇의 감정 표현과 인간적 교류가 반드시 첨단 기술에 의존하지 않고도 가능하다는 점을 제시하였다. 물 드로잉이라는 단순한 적정기술은 인간-로봇 간 정서적 상호작용을 촉진하고 사용자의 만족감과 호감을 이끌어내며, 궁극적으로 인간의 삶의 질을 높이는 방향으로 기여할 수 있음을 보여주었다. 본 연구는 향후 휴먼 팩터 기반의 로봇 디자인과 감성적 상호작용 연구에 중요한 기초 자료가 될 수 있으며, 기술의 복잡성이 아니라 사용자 경험의 질이 로봇 발전의 핵심임을 강조하는 사례로 평가된다.