반지 착용만으로 가상현실 물체 느낀다…초경량 웨어러블 햅틱 개발 성공

햅틱 오리링 양방향 피드백 및 오리링과 3축 힘 센서의 구조도. (김선국 교수)

국내 연구진이 가상현실(VR) 속 물체 단단함과 크기를 실제처럼 느낄 수 있는 착용형 초경량 촉각 장치 개발에 성공했다.

한국연구재단은 김선국 성균관대 교수 연구팀이 스위스 로잔공대(EPFL)와 공동으로 레이저 가공 기반 3축 힘 센서를 개발, 이 기술을 반지 형태 초경량 웨어러블 햅틱 장치 '오리링(OriRing)'에 적용해 손가락 단위의 정밀한 촉각 피드백을 구현했다고 12일 밝혔다.

연구팀이 개발한 3축 힘 센서는 레이저 가공으로 폴리머 표면에 서로 다른 높이의 미세 피라미드 구조를 형성해, 힘의 방향과 크기에 따라 전기 신호가 명확히 구분되도록 했다.

2×2 픽셀 구조로 설계된 센서는 하나의 유닛만으로도 수직 방향 힘과 수평 방향 힘을 동시에 측정할 수 있어, 얇고 유연한 센서임에도 3축 힘 감지가 가능한 게 차별화된 핵심 기술이다.

이 센서를 적용한 오리링은 구동부를 제외한 무게가 약 18g에 불과함에도 최대 6.5뉴턴(N)의 힘 피드백(질량 약 663g 물체를 들어 올리는 힘)을 제공해 소형 웨어러블 장치로서는 매우 높은 힘 대비 무게 성능을 구현했다.

연구팀은 또 실제 오리링을 착용한 사용자의 손가락 움직임에 따라 가상 물체 크기와 강성이 촉각 피드백으로 즉각 전달되는 것을 확인하고, 손가락 동작만으로 가상 물체의 물리적 특성을 실시간으로 변화시키는 등 새로운 상호작용 방식도 제시했다.

김선국 교수는 “오리링은 액세서리 수준 착용성을 유지하면서도 기존 장갑형 햅틱 기기보다 뛰어난 힘 대비 무게 성능을 달성했다”며 “VR과 게임은 물론 재활·의료, 원격 로봇 조작 등 다양한 분야로의 확장이 기대된다”고 말했다.

이번 연구 성과는 국제학술지 네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)에 지난해 12월 18일 온라인 게재됐다.

이인희 기자 leeih@etnews.com

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