촉감의 착각현상을 이용한 스마트폰용 2차원 촉감 제시 기술
촉감의 착각현상을 이용한 스마트폰용 2차원 촉감 제시 기술
  • 함예솔
  • 승인 2018.10.13 21:40
  • 조회수 2462
  • 댓글 0
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사람이 지닌 '촉감의 착각(tactile illusion)' 현상을 이용해 스마트폰용 2차원 촉감 제시 기술이 개발됐습니다. 이는 손에 쥐게 되면 촉각으로 다양한 정보를 느낄 수 있어 향후 스마트폰, 의료재활, 컴퓨터 산업 등 다양한 분야에서 활용될 전망입니다.

 

촉감이 전달되는 스마트폰용 촉감제시 기술. 출처: KIST
촉감이 전달되는 스마트폰용 촉감제시 기술. 출처: KIST

한국과학기술연구원(KIST) 의료로봇연구단 강성철 박사팀은 한국생산기술연구원(KITECH) 로봇연구그룹 양기훈 수석연구원과의 공동연구를 통해 2차원적 촉감 정보 전달 가능한 기술을 최초로 개발했습니다. 이는 인간의 촉감이 가지고 있는 착각 현상을 이용해 비교적 적은 수의 구동장치(액추에이터)만으로 위치나 방향 정보를 효과적으로 생성할 수 있다고 합니다.

 

진동 촉각 자극의 활용 예시 개념도. 출처: KIST
진동 촉각 자극의 활용 예시 개념도. 출처: KIST

촉감제시기술은 사용자에게 힘, 진동, 패턴 등을 이용해 가상의 촉감을 느끼게 하는 기술입니다. 휴대폰, 컴퓨터, 의료, 재활분야에서 지속적으로 연구됐습니다. 그 적용 분야를 활발히 넓혀가고 있는 분야입니다. 이 기술과 밀접한 관련이 있는 구동장치, 센서 등의 지속적인 발전으로 인해 소형화, 경량화가 이뤄지고 있으며 이를 이용해 다양한 자극 생성 장치들이 개발되고 있습니다.

 

다수의 액추에이터를 사용해 촉각 장치를 만드는 기술은 현재 선진국에서도 활발히 연구되고 있으나 기본적으로 장치를 소형화하기 어려우며 구동장치 간 동작의 간섭을 효과적으로 제어하기 어려웠습니다.

 

촉감 제시 패드의 설계도. 출처: KIST
촉감 제시 패드의 설계도. 출처: KIST

연구팀은 12개의 선형 진동모터로 된 구동장치 간의 간섭을 최소화 하며 손바닥 면에 촉감 디스플레이가 가능한 스마트폰용 햅틱 패드를 설계했습니다. 이번 연구의 핵심 아이디어는 사람의 정신물리학적 인지 특성을 이용하는 겁니다. 사람의 손바닥이 갖는 촉감 해상도의 한계로 인해 나타나는 촉-착각(haptic illusion)을 응용해 적은 수의 구동기로 인접하는 구동기간의 자극 세기, 타이밍을 조절해 고해상도의 촉감 움직임과 방향성을 제시했습니다.

 

햅틱 촉각 패드의 개발 사진. 출처: KIST
햅틱 촉각 패드의 개발 사진. 출처: KIST

이러한 기술로 만들어진 촉각 패드는 스마트폰과 결합해 다양한 촉각 정보를 전달할 수 있는 정보전달 기기로 활용 가능하며, 활용 분야가 넓다는 장점이 있습니다. 연구팀은 개발된 촉각 패드가 시각장애인 및 일반인들에게 네비게이션으로 활용될 수 있으며, 게임 등과 연동해 정보 전달이나 음악과 연동한 촉각 자극 전달도 가능함을 보였습니다.

 

향후 이 기술은 스마트폰 뿐 아니라 다양한 스마트 워치 등 다양한 모바일 기기의 촉감 기반 사용자 인터페이스로까지 확장시킬 수 있다는 점에서 학계의 큰 관심을 받고 있습니다. KIST 강성철 박사는 "이번 연구를 통해 촉-착각, 열-착각 등 사람이 가지고 있는 다양한 정신물리학적 착각 현상을 활용하면, 보다 효과적이고 경제적인 촉감 디스플레이 기술이 가능할 것"이라며 "이러한 현상을 공학적으로 이용하면 원거리에 있는 상대방의 촉감과 체온을 느낄 수 있는 보다 인간적인 '휴먼-터치 인터페이스'가 가능할 것"이라고 전했습니다. 이 연구는 <산업정보학 저널(IEEE Transaction on Industrial Informatics)>에 게재됐습니다. 
 


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