KAIST 연구진, 옷감형 웨어러블 햅틱 기술 개발

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 영화 스파이더맨 속 슈트처럼 내 몸에 착 맞춰지는 옷감형 웨어러블 햅틱 기술을 개발했다.

한국연구재단은 오일권 한국과학기술원(KAIST) 교수 연구팀이 형상기억합금 와이어를 오그제틱 메타 구조 형태로 매듭지어 형상 적응이 가능한 착용형 햅틱 인터페이스를 개발했다고 6일 밝혔다.

오일권 KAIST 교수.(사진=한국연구재단)

메타버스 기술의 발전에 따라 가상현실부터 증강현실, 혼합현실로 생활 무대가 확장되고 있다.

이런 변화의 핵심에 있는 기술 중 하나가 ‘착용형 햅틱 인터페이스’ 기술이다. 햅틱 슈트를 착용하고 가상현실에 접속해 자유롭게 움직이면서 몰입할 수 있다. 슈트는 사용자의 움직임에 따라 움직이고, 촉각 정보를 전달해 직관적으로 정보를 교환하고 제어하도록 돕는다.

기존 햅틱 인터페이스는 피부에 부착하거나 별도의 고정 장치를 사용해 착용해야 했다. 부착 방식은 오랜 시간 사용하면 피부에 발진이 생긴다는 문제가 있었다. 고정 방식도 움직임이 자유롭지 못했다. 수십 개의 촉각 전달 소자를 장착해 촉감을 모방하는 기존 제작 방식도 장치 무게가 늘어나거나 부피가 커진다는 한계가 있었다.

연구팀은 가볍고 편하게 착용할 수 있는 햅틱 인터페이스를 개발하기 위해 형상기억합금 와이어를 핵심 소재로 선택했다. 기존 옷감 제작 방식으로 형상기억합금 와이어를 오그제틱 구조로 매듭지어 일반 구조에서는 볼 수 없는 3D 방향으로 구조 전체가 동시에 줄어들거나 늘어나도록 했다.

특히 8개의 영역을 개별 수축 제어하도록 설계해 9가지 방향과 타이밍 정보를 사용자에게 촉감 피드백으로 전달하게 했다. 옷감형 액추에이터를 팔목에 착용한 사용자가 가상현실 속 모빌리티 로봇 주변의 위치정보를 파악하고, 장애물을 피해 로봇을 안정적으로 주행하는 실증도 했다.

오일권 교수는 “착용형 햅틱 인터페이스는 촉각 정보를 활용한 로봇, 무인기 제어와 메타버스가 접목된 의료·교육에도 활용할 수 있다”며 “사용자가 직관적으로 정보를 교환하고 제어하는 기술로 연구를 계속할 계획”이라고 했다.

연구 결과는 첨단 소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)’에 지난 9월 19일자에 게재됐다.

자동으로 크기가 조절되며 팔목의 형상에 착 맞춰지는 기능 구현 장면.(사진=한국연구재단)