연구진이 센서와 액추에이터를 활용해 원격으로 촉질감을 주고받고 있다. 왼쪽부터 진한빛 연구원, 우측 김윤정 연구원. ETRI 제공
국내 연구진이 먼 거리에서 물체를 만져보고 느껴볼 수 있는 촉감 기술을 개발했다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 가상·증강현실의 몰입감을 극대화하고 원거리에서도 촉감으로 의사소통할 수 있는 압전소재를 개발하고 센서와 액추에이터를 통해 차세대 텔레햅틱 기술을 제시했다고 22일 밝혔다.
연구진은 텔레햅틱 기술을 사용해 최대 15m 원격에서도 금속이나 플라스틱, 고무와 같은 촉질감을 느끼는 데 성공했다. 대상이 단단한지, 거친지, 부드러운지 느낄 수 있다는 뜻이다.
앞으로 한국에 있는 애완견을 미국에서 쓰다듬으면 털의 부드러움까지 느낄 수 있는 기술개발에 도전한다.
원격에서 사물의 촉질감을 느끼려면 센서, 액추에이터, 통신, 구동 드라이버가 필요한데 실험실 수준에서 블루투스 통신을 사용한 연구진은 획득 및 재현된 신호가 약 97% 일치했다고 설명했다.
데이터 신호 전달 과정에서 지연이 거의 없어 실시간으로 감각을 느낄 수 있다. 촉감까지 주고받는 촉각 커뮤니케이션을 구현해 센서로는 촉각 정보를 수집하고 액추에이터는 수집된 정보를 동일한 감각으로 복제·재현해낸다.
연구진이 만들어낸 압전센서는 소·부·장 극복에도 도움을 줄 전망이다. 현재 사용 중인 세라믹, 폴리머 압전소재 대비 유연성을 확보하면서도 세계적 수준의 압전 성능을 확보했다는 게 연구진의 설명이다.
10년 넘게 개발해온 센서·액추에이터 관련 원천기술 덕분으로 압전 액추에이터에는 높은 출력과 변위 특성을 확보할 수 있는 멀티몰프(적층 압전소재 상부, 하부층 분극 방향을 반대로 해 변위를 극대화하는 방식) 구조를 적용해 최대 11배 변위 차이를 이뤄냈다.
압전 액추에이터 진동은 손을 올려놓으면 고스란히 느껴지며 위에 올려놓은 너트가 튕겨 나갈 정도로 강력하다는 게 연구진의 설명이다.
원격으로 촉감은 물론 질감, 소리까지 전달할 수 있다. 연구진은 'E T R I'라는 글자를 모스 부호로 전달해 원격으로 메시지를 전달하는 시연도 성공했다.
김혜진 지능형센서연구실장은 "가상·증강현실용 텔레햅틱 기술로 매장을 방문하지 않고도 제품의 질감을 느낄 수 있게 된 것"이라며 "자동차나 장애인의 재활, 메타버스 등에 활용될 수 있도록 기술 고도화에 나서겠다"고 말했다.