디지털 매체 확산으로 부모-자녀 간 상호작용은 점차 단편화되고 있다. 아동의 미디어 사용은 증가하는 반면, 가족 간 정서적 소통은 부족하여 부모가 아동의 감정 상태를 즉각적으로 파악하기 어려운 문제가 나타난다. 본 연구는 발달심리학, 디지털 커뮤니케이션 이론 및 감성 컴퓨팅을 기반으로 정서 이해와 소통 지원 중심의 AI 상호작용 시스템을 제안한다. 문헌 분석과 설문조사를 통해 아동의 애니메이션, 게임 및 숏폼 콘텐츠 이용 과정에서 정서 변화가 집중됨을 확인하였으며, 이를 바탕으로 아동용·부모용 인터페이스와 AI 모듈로 구성된 시스템을 설계하였다. 설문조사는 주요 양육자 118명을 대상으로 실시되었으며, 개방형 응답을 함께 분석하여 정서적 요구와 상호작용 경험을 보완적으로 파악하였다. 시스템은 감정 인식, 상황 알림, 데이터 시각화 및 소통 지원 기능을 포함한다. 또한 주요 양육자를 대상으로 한 사용자 테스트와 Likert 5점 척도 평가를 통해 시스템의 사용성, 감정 인식 유용성 및 의사소통 지원 효과를 분석하였다. 연구 결과, 시스템은 부모의 정서 이해와 부모-자녀 상호작용 향상에 긍정적인 영향을 보였으나, 감정 인식 정확성과 데이터 프라이버시 측면에서는 개선이 필요한 것으로 나타났다. 연구 과정에서는 개인정보 보호, 보호자 사전 동의 및 데이터 보안 원칙을 준수하였으며, AI가 부모를 대체하는 것이 아닌 보조적 지원 도구로 기능하도록 설계하였다. 본 연구는 AI 기반 부모-자녀 상호작용 지원 시스템의 설계 가능성을 검증하고, 향후 관련 서비스 개발을 위한 디자인적 시사점을 제시한다.