열·진동 함께 손 움직임 동시 측정 가능한 시스템 개발

보는 가상현실(VR)에서 진화해 손으로 만지고 느끼는 VR 장갑 기술이 울산과학기술원 연구팀에 의해 개발됐다. 장갑 제작에는 액체금속을 인쇄하듯 찍는 기법이 쓰였다.

이번 연구는 첨단 기능성 재료 분야 권위 학술지인 어드밴스드 펑셔널 매터리얼즈(Advance Functional Materials)의 가상·증강현실 특별호 권두 표지논문으로 선정돼 지난 24일자로 출판됐다.

UNIST(총장 이용훈)는 기계공학과 배준범 교수팀이 가상현실에서 물체를 만질 때 실제 물체를 만지는 것 같은 열감과 진동을 사용자에게 전달하는 장갑 시스템을 개발했다고 27일 밝혔다.

장갑의 고정밀 유연 센서가 사용자 손 움직임을 측정해 가상현실로 전달하고 가상세계의 열과 진동 같은 자극을 손으로 다시 피드백 하는 기술이다.

연구진이 개발한 장갑은 5개 손가락의 10개 관절 각도를 실시간으로 측정할 수 있을 뿐만 아니라 열감과 진동도 여러 단계로 바꿀 수 있다.

이 때문에 손가락의 움직임을 가상화면에 즉석에서 보여줄 수 있고, 뜨거운 물 속 쇠공을 잡는 가상현실에서도 실제 뜨거운 물에 손을 넣다 뺀 것 같은 순차적 온도 변화를 느낄 수 있다. 또 손으로 금속 덩어리와 나무토막을 만졌을 때 온도 차이를 느끼는 것도 가능하다.

개발된 장갑 시스템은 자극 전달과 센서 기능이 통합됐기 때문에 비대면 메타버스 시대에 맞는 가상 기술 훈련이나, 게임, 엔터테인먼트 분야에 폭넓게 적용할 수 있다.

이 장갑의 센서, 발열 히터, 도선 같은 주요부품은 자체 개발한 액체금속 프린팅 기법으로 얇고 정밀하게 제작돼 손가락을 굽히거나 움직여도 부품의 성능을 유지할 수 있다. 연구팀은 선행연구로 액체금속 프린팅 기법을 이용한 고정밀 유연 센서 제작 기술을 개발했다.

배 교수는 "액체 금속 프린팅을 통해 센서, 히터, 도선의 기능을 한꺼번에 구현한 최초의 연구"며 "액체금속 프린팅 기법을 이용한 다양한 착용형(웨어러블) 시스템의 개발에도 큰 기여를 할 연구"라고 설명했다.

연구진이 개발한 장갑 시스템은 촉각까지 자극할 수 있다는 점에서 기존 VR기술의 수준을 훨씬 뛰어넘었다. 

배 교수는 "개발된 가상현실 장갑은 4차 산업혁명의 핵심적인 기술로 언급되는 VR·AR 분야의 혁신적인 인터페이스가 될 것"이라고 기대했다. 

이번 연구는 서울대학교 기계공학과 고승환 교수팀과 공동으로 수행됐다. 한국연구재단 중견연구, 선도연구센터의 연구 지원을 통해 이뤄졌다.

KPI뉴스 / 박동욱 기자 pku24@kpinews.kr

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