노화, 비만, 가족력, 스포츠 손상, 교통사고 등으로 인해 골관절염 환자는 지속적으로 증가하는 추세에 있다. 30-50대 관절염 환자는 직업적·사회적 활동이 활발한 시기이나, 통증으로 인해 일상생활과 사회활동이 제한되는 어려움을 겪는다. 관절염은 사회적 고립과 정신적 스트레스를 유발할 수 있어 지속적인 재활 운동이 필수적이나, 대면 중심의 치료는 시간적·금전적 부담과 공간적 제약으로 인해 지속적인 관리 또한 어렵다. 따라서 본 연구는 30-50대 외상성 및 퇴행성 관절염 환자를 위한 AI 기반 맞춤형 재활 홈트레이닝 서비스를 제안하고자 한다. 먼저 문헌 연구를 통해 관절염 환자의 유형과 특성, 관절염 환자의 재활 서비스 사례분석, 인간-AI 협업 기반 디자인 역할과 필요성을 살펴보았다. 다음으로 실증연구를 위해 디지털 에스노그라피 및 관절염 환자와 전문가를 대상으로 심층 인터뷰를 진행하여 관절염 환자의 신체적⋅정신적 문제와 기존 재활 프로그램의 한계를 파악하였다. 고객조사를 통해 도출한 결과를 바탕으로 30-50대 관절염 환자의 페르소나와 고객여정지도를 작성하고, 이를 바탕으로 디자인 테마를 도출하였다. 인간과 AI를 대상으로 아이디어 워크숍을 진행하여 디자인 테마에 대한 다양한 아이디어를 도출한 후, 서비스 콘셉트를 구체화하였다. 본 연구에서 제안하는 서비스는 가상 트레이너의 실시간 피드백과 음성 지원을 통해 지속적인 동기 부여를 강화하고, 의료 전문가와 재활 트레이너, 재활 치료사가 협력하여 정확한 통증 정보를 기반으로 맞춤형 재활 운동을 설계해 준다. 또한 사용자가 통증감소에 따른 운동 성과를 직관적으로 확인할 수 있도록 하고, 운동 전후 평가를 통해 사용자가 자신의 관절염 상태를 정확하게 인식하고 재활 과정을 계획하고 참여할 수 있도록 하였다. 본 연구는 관절염 환자를 위한 인간-AI 협업 디자인을 통해 혁신적이고 사용자 중심의 재활 솔루션을 제안하며, 재활 의료 서비스 발전을 위한 기초 연구로서 의의가 있다.