KAIST, 스파이더맨 슈트처럼 몸에 착 감기는 햅틱 기술 개발

착용형 햅틱 인터페이스.(KAIST 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 스파이더맨 슈트처럼 몸에 착 감기는 옷감형 웨어러블 햅틱 기술을 개발했다.

한국연구재단(NRF)은 한국과학기술원(KAIST) 오일권 교수 연구팀이 형상기억합금 와이어를 오그제틱 메타 구조 형태로 매듭져 형상 적응이 가능한 옷감 형태의 착용형 햅틱 인터페이스를 개발했다고 6일 밝혔다.

온‧오프라인의 경계는 점점 모호해지고 메타버스 기술의 급속한 발전으로 가상현실(VR)·증강현실(AR)·혼합현실(XR)로 우리 생활 무대가 확장되고 있다.

이러한 변화의 핵심에 있는 기술 중 하나가 ‘착용형 햅틱 인터페이스’ 기술이다.

이 기술은 옷을 입듯 햅틱 슈트를 착용하고 가상현실에 접속해 자유롭게 움직이면서 몰입할 수 있게 해준다. 이때 햅틱 슈트는 사용자의 움직임에 감응하고 촉각 정보를 전달함으로써 보다 직관적으로 정보를 교환하고 제어할 수 있다.

기존 햅틱 인터페이스는 피부에 부착하거나 별도의 고정 장치를 사용해 착용하는 데 부착형은 장시간 사용 시 피부 발진의 위험이 있고, 고정 방식은 움직임이 자유롭지 못하다.

또 수십 개의 촉각 전달 소자를 장착해 촉감을 모방하는 기존의 제작 방식 역시 장치의 무게·부피 증가로 이어지는 한계를 보인다.

착용형 햅틱 인터페이스를 통해 VR 환경 속 모빌리티 로봇의 주변 환경에 대한 정보를 전달받고 제어하는 모습.(KAIST 제공)/뉴스1

이에 연구팀은 가볍고 편하게 착용할 수 있는 햅틱 인터페이스 개발을 위해 형상기억합금 와이어를 핵심 소재로 선택했다.

연구팀은 기존의 옷감 제작 방식으로 형상기억합금 와이어를 오그제틱 구조로 매듭져 일반 구조에서는 볼 수 없는 3D 방향으로 구조 전체가 동시에 수축 및 이완하는 특성을 구현했다.

이런 비자연적 특성을 통해 마치 영화 속 스파이더맨 슈트처럼 굴곡진 신체의 표면에 순응해 치수가 자동으로 조절되는 옷감형 액추에이터를 세계 최초로 선보였다.

연구팀은 또 8개의 영역을 개별 수축 제어할 수 있도록 설계해 총 9가지 방향과 타이밍에 대한 정보를 사용자에게 촉감 피드백으로 전달할 수 있게 제작했다.

이를 통해 옷감형 액추에이터를 팔목에 착용한 사용자가 가상현실 속 모빌리티 로봇 주변의 위치정보를 파악하고, 장애물을 피해 로봇을 안정적으로 주행하는 실증에도 성공했다.

오일권 KAIST 기계공학과 교수

오일권 교수는 “착용형 햅틱 인터페이스는 촉각 정보를 활용한 로봇, 무인기 제어와 메타버스가 접목된 의료‧교육 등에도 활용할 수 있다”며 “사용자가 직관적으로 정보를 교환하고 제어하는 기술로 연구를 지속할 계획”이라고 말했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구자(창의연구) 지원 사업으로 수행된 이번 연구의 성과는 첨단 소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)’에 지난 9월19일 게재됐다. 또 연구의 우수성을 인정받아 학술지 표지 논문으로 선정됐다.

memory4444444@news1.kr