Wave

‹Wave› Hat’s carefully chosen LED colors on the back emit different signals to express the user’s condition. To achieve sustainability of the smart hat, the main electronic components are embedded in the harness of the hard hat. The outer shell is easily replaceable. The appropriate weight by human factors engineering is also a key design achievement of the product. The lightweight material and structure of the smart helmet is a key design solution for a successful product. The collected and transmitted brainwave and other health data makes it possible to monitor the user’s health and condition in a seamless manner.

Idea

A high number of industrial accident cases is one of the most important political agendas in South Korea. An emerging tech start-up HHS strives to tackle this difficult problem with smart technology, user-centered design, and service design thinking.

Industrial workers are obliged to wear a hard hat at all times at the construction site by the South Korean law. Thus, it is logical to develop a smart hard hat equipped with various health-tracking sensors including EEG brain-wave tracker.

The connected ‹Wave Hat› collects health and condition data and transfers to the safety management services to enable teams to effectively look and manage conditions on-site in a simplified manner.

Form

The design of ‹Wave Hat› is inspired by the visual image of the brain wave, which gives a free and flexible impression. The main colors of bluish-purple and white convey the image of futuristic technology and stability at the same time.

Through qualitative research and an ethnographic design study process, the design team discovered inner self-respect pride of construction experts. The team also developed a visual identity from the aesthetic keywords: flexibility, fluidity, faithful, honest, and right-minded.

The lightweight structure of the smart helmet was also one of the key design solutions for a better product.

Function

‹Wave Hat›’s carefully chosen LED colors on the back emit different signals to express the user’s condition. To achieve sustainability of the smart hat, the main electronic components are embedded in the harness of the hard hat. The outer shell is easily replaceable.

The appropriate weight by human factors engineering is also a key design achievement of the product. The lightweight material and structure of the smart helmet is a key design solution for a successful product.

The collected and transmitted brainwave and other health data makes it possible to monitor the user’s health and condition in a seamless manner.

Differentiation

Unlike other competitors’ smart helmets, the project has invested heavily in service design and user experience design to increase positive and proactive attitudes from its user. As a result, the ‹Wave Hat› does more than achieving safety management efficiency. It transparently delivers users’ physical and mental conditions in a simple and sufficient way via a companion app.

It is difficult to manage complex safety conditions in large construction areas. Appropriate safety education and self-safety management by habit-forming and behavioral change methods with pleasant user experience could be the right strategy. The ‹Wave Hat› is an innovative solution that is a user-oriented digital safety service.

Impact

More than 1,700 people have died in accidents at industrial sites in South Korea in 2019. In the 2016 OECD Fact Book, Korea was listed as a country with the most industrial accident cases, which topped 82,780 cases. The main reason is a pressure for high-performance, which pushes managers and workers for more performance results on the site. Also, there is a lack of appropriate safety systems, awareness education programs, and not enough safety supervisors.

The ‹Wave Hat› and ‹Wave System› could leverage to solve this difficult problem and increase safety in harsh working environments and value everyone’s life.

Detail

‹Wave Hat› helps prevent unexpected industrial disasters by detecting worker’s health conditions using various sensors and sending the data to the safety manager via a Bluetooth module. Thermosensor detects the inner temperature to prevent heatstroke. IMU sensor is used to analyze the user’s condition along with brainwave data. Efficient air flow into the hat is achieved through ergonomic vent design.

‹Wave Hat› collects the brainwave data with electrodes positioned on the forehead with EEG technology. Whenever an alarming situation occurs, the vibration motor signals the user through various patterns. LED strip allows instant communication to users and co-workers to act fast in case of an emergency. Bluetooth module and electrical components are assembled on the back part of the helmet.

Usage

The user can check the remaining battery and take out the ‹Wave Hat› from the dock. If the outer shell is damaged, the user can change it by disassembling the shell and band-electronic part. The ‹Wave Hat› is activated by pressing the button inside. By rotating the dial, users can adjust the size of the inner rim. The vibration motor indicates whether the device is properly worn. EEG sensors constantly collect the brainwave data while LEDs show the user’s health condition. When workers are injured, the Wave Hat emits emergency signals. Once the users complete the day’s work, they can remove the helmet and place it on the dock for charging.

Sustainability

By law, every hard hat is required to be replaced every 6 months. Thus, the shell component of the ‹Wave Hat› is designed for easy replacement. At the same time, the sensors and other electronic components do not require replacement. This reduces the product’s plastic waste at the end of its life cycle.

‹Wave›는 EEG 센서가 포함된 인체공학적 스마트 안전모로 근로자의 뇌파 신호를 수집 및 전송하여 안전성을 도모한다. ‹Wave›는 이마 부위에 부착된 EEG 전극을 통해 산업 현장 근로자의 뇌파 데이터를 수집한다. 또한 장비 후면에 LED 램프와 진동 부품이 있어 비상 상황 발생 시 착용자, 안전팀, 동료 작업자간 즉각적인 소통을 통해 신속한 대처를 돕는다. 스마트 안전모인 ‹Wave›는 착용자의 다양한 건강 및 상태 데이터를 수집하여 위험한 현장에서 착용자의 안전을 강화하도록 설계되었다. 

아이디어

여전히 빈번하게 발생하는 산업재해는 한국에서 중요한 정치적 의제 가운데 하나다. 기술 스타트업인 HHS는 스마트 기술, 사용자 중심 디자인 및 서비스 디자인을 활용해 산업재해라는 난제를 해결하고자 한다. 산업 노동자들은 대한민국 법에 따라 건설 현장에서 항상 안전모를 착용해야 한다. 프로젝트팀은 안전모에 EEG 뇌파 추적기를 비롯한 다양한 건강 관련 센서가 장착된다면 자연스럽게 산업 근로자의 안전성을 증진할 수 있을 것으로 판단하였다. 서버와 연결된 ‹Wave›는 착용자의 건강 및 상태 데이터를 수집하고, 안전 관리 서비스 팀으로 전송하여 현장 상태를 효율적으로 모니터링하고 관리할 수 있게 한다.

형태

‹Wave›의 디자인은 뇌파의 시각적 이미지에서 영감을 받아 자유롭고 유연한 곡선으로 구성되었다. 푸른 빛을 띈 보라색과 흰색을 주색상으로 하며, 미래지향적인 기술을 통한 안정감을 전달한다. 디자인 팀은 질적 연구와 민족지학적 디자인 연구 과정을 통해 건설 전문 종사자들이 지닌 내면적 자부심을 발견했고, 미적 키워드(aesthetic keyboard)인 유연성, 유동성, 충실함, 정직함, 도덕성을 바탕으로 시각적 정체성(visual identity)를 개발했다. 스마트 헬멧의 가벼운 무게 또한 더 나은 사용자 경험을 위한 핵심 요구사항이었음으로, 혁신 설계 솔루션을 통해 성취되었다.

차별화

‹Wave›는 다른 경쟁사의 스마트 헬멧과 달리, 사용자 스스로의 건강 관리에 대한 긍정적이고 적극적인 참여를 높이기 위해 서비스 디자인과 사용자 경험 디자인에 투자를 아끼지 않았다. 그 결과, Wave는 안전 관리 효율성을 넘어선 기능을 수행한다. 장비와 함께 사용하는 근로자용 앱은 사용자의 신체적, 정신적 상태를 단순하면서도 충분하게 전달한다. 대규모 건설 현장에서는 복잡한 안전 조건 관리을 준수하는 어려움이 존재한다. 이러한 상황에서 Wave App은 손쉬운 사용자 경험으로 안전 습관 형성 및 행동 변화를 통한 적절한 안전 교육과 자발적 안전 관리를 제공한다. 이처럼 Wave는 사용자 중심의 디지털 안전 서비스이며, 혁신적인 안전 솔루션이다.

효과

2019년 한국의 산업 현장에서 1,700명 이상이 사고로 목숨을 잃었다. 2016년 발간된 OECD Fact Book에서는 한국이 재해 82,780건을 기록하여 산업 재해가 가장 많이 발생하는 국가라는 오명을 얻었다. 이러한 상황의 주된 이유는 성과에 대한 압박을 통해 현장 관리자가 작업자에게 더 빠르고, 더 많은 작업 성과를 재촉하기 때문이다. 또한, 적절한 안전 시스템과 인식 교육 프로그램 및 안전 감독자도 충분하지 않은 상황이다. ‹Wave Hat›과 ‹Wave System›을 활용하면 난제(wicked problem)를 해결하고 열악한 작업 환경에서 안전성을 높이고 소중한 작업자의 생명을 지킬 수 있다.

세부 사항

‹Wave›는 다양한 센서를 활용하여 작업자의 건강상태를 감지하고 블루투스 모듈을 통해 안전관리자에게 데이터를 전송하여, 예상치 못한 산업재해를 예방한다. 온도 센서는 안전모 내부 온도를 감지하여 열사병을 방지한다. IMU 센서는 뇌파 데이터와 함께 사용자의 상태를 정밀하게 분석하는 데 사용된다. 인체공학적 통풍구 디자인은 안전모 내부의 효율적인 공기 흐름을 보장한다.

‹Wave›는 EEG 기술을 활용하여 이마 부위에 위치한 전극을 통해 뇌파 데이터를 수집한다. 알림이 필요할 경우 진동 모터가 다양한 패턴으로 사용자에게 신호를 보낸다. LED 스트립을 사용하면 착용자 및 동료 근무자 사이에 즉각적인 커뮤니케이션이 가능하여 비상 상황 발생 시 신속하게 대처할 수 있다. 헬멧 뒷면에는 블루투스 모듈과 전자부품이 내장되어 있다.

활용

‹Wave› 사용자는 스탠드에서 장비를 꺼낼 때 남은 배터리를 직관적으로 확인할 수 있다. 안전모의 외부 쉘(shell)이 파손된 경우에는 쉘과 밴드의 부품을 분해하여 및 쉘만 교체하는 것이 가능하다. 장비의 활성화는 안전모 내부의 버튼을 눌러 진행한다. 다이얼을 돌리면 안전모 내부의 둘레를 조절할 수 있다. 진동 모터는 장치가 올바르게 착용되었는지 여부를 나타내며, EEG 센서는 지속적으로 뇌파 데이터를 수집하고, LED는 사용자의 건강 상태를 표시한다. 작업자가 부상을 당할 경우 Wave는 즉각적인 비상 신호를 보낸다. 하루의 작업을 완료한 뒤에는 안전모를 벗어 독(dock)에 체결하여 충전한다.

지속 가능성

안전모는 안전 규정에 따라 6개월마다 새것으로 교체해야 한다. 따라서 ‹Wave›의 쉘과 구성 부품은 쉽게 교체할 수 있도록 설계되었다. 장기간 사용할 수 있는 센서 및 기타 전자 부품은 6개월의 안전모 수명 주기가 끝나도 교체하지 않고 재사용 한다.

Credit

OND Lab - UNIST

• Jiyoung Lee 이지영, Hyemin Choi 최혜민, Hyojeong Jin 진효정, Soyoon Park 박소윤, Dabin Lee 이다빈 & Hwang Kim 김황

I+ID Lab - UNIST

• Sangjin Joo 주상진 & Kwanmyung Kim 김관명