반도체융합공학과 유재영 교수, AR/VR에서의 무선 다중 감각 재현 기술 개발

- 실시간 다중 감각(온도, 촉각) 인식 및 재현 기술 개발

- 새로운 감각 보조 및 VR/AR 인터페이스 혁신 제시

▲ 성균관대 반도체융합공학부 유재영 교수(왼쪽)와 한양대학교 정예환 교수(오른쪽)

반도체융합공학과 유재영 교수 연구팀이 한양대 융합전자공학부 정예환 교수, 미국 노스웨스턴 대학교 존 로저스 연구팀의 김재환 박사와 함께 AR/VR 가상환경에서 사용 가능한 피부 부착형 무선 다중 감각(온도, 촉각) 재현 기술을 개발했다.

인간의 감각 자극 구현 기술은 최근 VR/AR 및 확장현실(XR) 환경에서 사용자들에게 현실감 있는 경험을 전달해 줌으로써 게임뿐만 아니라, 가상 의료 시술 훈련과 군사 훈련에서 활용될 수 있어 많은 관심을 받고 있다. 더불어, 감각 신경 손상 환자들에게 대체 감각을 전달함으로써 감각 신경 재활 치료에 활용될 수 있어 다양한 응용 분야에서 주목받고 있다.

▲ 생물학적 다중 감각 전달과 감각 재현 디바이스 그림

유재영 교수 연구팀은 열 자극기와 촉각 자극기 배열을 수직으로 결합함으로써 촉각 자극의 진동 변위를 증가시키고, 빠르고 정확한 열 자극을 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 고밀도의 자극기 어레이를 통해 다양한 자극 패턴을 실시간으로 재현할 수 있는 무선 피부 부착형 열-촉각 재현 기술을 제안하였다.

제안된 감각 재현 기술은 실시간 다중 감각 인식 기술과 함께 개발됨으로써 로봇 의수와 터치 디스플레이에 적용되어, 의수에서 감지된 압력과 온도 자극을 재현하여 실시간으로 사용자에게 전달하는 피드백 시스템을 성공적으로 구현하였다.

▲ 실시간 로봇 의수의 온도 및 압력 감지와 온도·촉각 재현 기술

유재영 교수는 “이번 연구는 다양한 자극 패턴을 실시간으로 재현할 수 있는 고밀도의 다중 감각 재현 기술을 통해, 감각 신경 손상 환자뿐만 아니라 VR/AR 환경에서도 사용자에게 향상된 경험을 제공할 수 있는 기반 기술로 다양한 응용 분야로 확장할 수 있을 것으로 기대된다.”라고 설명했다.

성과를 담은 논문은 지난 20일 미국 국립과학원(Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS)) 온라인판에 실렸다.

※ 논문제목: A wirelessly programmable, skin-integrated thermo-haptic stimulator system for virtual reality

※ DOI: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2404007121