데코: 듀얼-엠바디먼트 프레임워크를 통해 개인의 물리적 물체를 지능형 AI 동반자로 확장하는 연구

Deco: Extending Personal Physical Objects into Pervasive AI Companion through a Dual-Embodiment Framework

사람들은 종종 물리적 물체(예: 봉제 인형)에 깊은 애착을 형성하지만, 이러한 물체는 일반적으로 감정을 인식하거나 반응할 수 없습니다. 반면, AI 동반자는 반응성과 개인화를 제공하지만, 이러한 물리적 물체와는 독립적으로 존재하며 지속적인 연결이 부족합니다. 이러한 간극을 해소하기 위해, 본 연구는 9명을 대상으로 한 탐색적 연구를 수행하여 디지털 에이전트가 감정적 유대를 어떻게 계승하고 확장할 수 있는지 조사하고, 4가지 설계 원칙(정확한 정체성, 균형 잡힌 자율성, 주변적 존재감, 상호 기억)을 도출했습니다. 그 결과, 다중 모드 대규모 언어 모델(LLM)과 증강 현실을 통합하여 사용자의 물리적 동반자의 동기화된 디지털 구현체를 생성하는 모바일 시스템인 '데코'를 구현한 듀얼-엠바디먼트 동반자 프레임워크를 제시합니다. 25명을 대상으로 한 내적 연구 결과, 데코는 개인화된 LLM 기반 디지털 동반자 기준 모델보다 지각된 동반성, 정서적 유대, 그리고 설계 원칙 관련 측면에서 유의미하게 더 높은 성능을 보였습니다(모두 p<0.01). 17명을 대상으로 한 7일간의 현장 실험 결과, 지속적인 사용, 주관적인 행복 증진(p=.040), 그리고 3가지 주요 관계 패턴이 나타났습니다. 즉, 디지털 활동이 물리적 물체를 사후적으로 활성화시키고, 정서적 참여의 깊이가 상호 작용 빈도보다 정서적 유대 심화에 더 큰 영향을 미치며, 사용자들이 디지털 동반자의 AI 특성을 적극적으로 탐색하면서 유대를 유지한다는 것을 확인했습니다. 본 연구는 디지털 동반자 설계에 있어 새로운 가능성을 제시합니다. 즉, 새로운 관계를 구축하는 대신, 디지털 에이전트가 물리적 물체의 감정적 역사를 원활하게 확장하는 듀얼 엠바디먼트 방식을 고려할 수 있습니다.

Individuals frequently form deep attachments to physical objects (e.g., plush toys) that usually cannot sense or respond to their emotions. While AI companions offer responsiveness and personalization, they exist independently of these physical objects and lack an ongoing connection to them. To bridge this gap, we conducted a formative study (N=9) to explore how digital agents could inherit and extend the emotional bond, deriving four design principles (Faithful Identity, Calibrated Agency, Ambient Presence, and Reciprocal Memory). We then present the Dual-Embodiment Companion Framework, instantiated as Deco, a mobile system integrating multimodal Large Language Models (LLMs) and Augmented Reality to create synchronized digital embodiments of users' physical companions. A within-subjects study (N=25) showed Deco significantly outperformed a personalized LLM-empowered digital companion baseline on perceived companionship, emotional bond, and design-principle scales (all p<0.01). A seven-day field deployment (N=17) showed sustained engagement, subjective well-being improvement (p=.040), and three key relational patterns: digital activities retroactively vitalized physical objects, bond deepening was driven by emotional engagement depth rather than interaction frequency, and users sustained bonds while actively navigating digital companions' AI nature. This work highlights a promising alternative for designing digital companions: moving from creating new relationships to dual embodiment, where digital agents seamlessly extend the emotional history of physical objects.