“휴대폰 그래픽 물체 움직임도 촉각으로 느낀다”

5일 한국기술대학교 김상연 교수가 최근 휴대폰 화면에서 그래픽 물체의 움직임까지 촉각적으로 느껴지게 하는 동적 햅틱(haptic)기술을 세계최초로 개발했다.

김상연 교수 연구팀(김상연 교수, 조성만·김재오 대학원생)은 최근 유명 해외저널인 IEEE Transaction on Consumer Electronics에 ‘이동진동파를 이용한 진동의 흐름 생성 (Vibrotactile Traveling Wave)’ 이란 기술을 내놓고, 이를 기반으로 시스템을 구축하여 ‘한국햅틱스 연구회 워크숍’에서 ‘최우수 시연상’을 수상했다.

현재의 상용화된 햅틱 기술은 휴대폰의 전동모드, 터치스크린 클릭 시의 진동감각, 게임 진동감각 등 정적인 촉각 출력에 초점이 맞추어져 있다. 반면 김상연 교수팀이 개발한 기술은  그래픽 물체에 따라 진동이 표면을 따라 흘러가는 동적인 햅틱 감각을 구현했다.

예를 들어 휴대폰 내에 공굴리기 게임이 있다고 했을 때, 현재의 기술로는 공이 굴러가는 움직임과 벽에 충돌할 때의 촉각 정도만을 느낄 수 있다. 하지만 김 교수가 개발한 이동진동파 기술을 적용하게 되면, 공이 다른 곳과 충돌하는 느낌뿐만 아니라, 공이 한 곳에서 다른 곳으로 움직이는 느낌까지 손으로 전달받을 수 있다.

김상연 교수가 개발한 이동진동파 장치는 실제 휴대폰에서 사용하는 진동모터, 가속도 센서, ARM 프로세서 등으로 구성했다.

김 교수는 “휴대폰의 크기는 점점 작아지는데 화면(LCD, AMOLED)의 크기는 커지고 있는 추세”라며 “버튼과 키패드가 사라져 조작감이 현저하게 떨어짐에 따라 촉각(햅틱) 정보 전달이 중요한 요소가 되고 있다”고 이동진동파 개발의 중요성을 밝혔다.

김상연 교수는 2009년 로봇학회에서 개최하는 ‘한국로봇학회 하계학술대회’에서 한국과학기술원과 함께 ‘휴대장치용 초소형 햅틱 엑츄에이터 개발’로 우수논문상을 수상하기도 했다. 이는 휴대폰 등의 모바일 기기에서 풍부한 햅틱 감각을 생성하기 위해 저주파에서 고주파까지의 모든 진동감각을 생성할 수 있는 소형 햅틱 액츄에이터와 이를 이용한 햅틱장치(촉감제시장치)의 개발에 관한 것이다.

이외에도 김 교수는 2006년부터 현재까지 ▲ 질감 제시장치를 통해 사람에게 전달하는 ‘촉각정보 센싱 및 생성’, ▲ 가상현실 기반 몰입형 교육시스템, ▲ 가상의 장기 접촉시 사실적인 촉감을 전달하는 ‘의료 시뮬레이터’ ▲ 발달장애 아동의 학습지원을 위한 ‘오감융합 다면체 키트’, ▲ 환자의 손목을 진맥하여 맥박을 느끼게 하는 ‘진맥 시뮬레이터’, ▲ 휴대폰에서 그래픽 물체의 사실적인 속도감을 제공하는 ‘Interactive Racing Game' ▲ 햅틱 마우스를 이용한 게임 시스템 등 햅틱과 관련한 다수의 교육 및 의료, 엔터테인먼트 신기술을 활발히 개발했다.