한국전자통신연구원(ETRI)이 스티커처럼 손가락 끝에 부착해 실시간으로 촉감을 원격 전달하는 텔레햅틱 장치를 개발했다. 초소형화를 통한 활용성으로 메타버스 및 현실 촉각 경험에 몰입감을 더할 전망이다.
이번에 개발된 텔레햅틱 장치에는 기존 촉감 재현 장치의 몰입 저해 요소를 해결하고 피부에 밀착해 더욱 생생한 촉각 경험을 제공하는 피부 부착형 기술이 탑재됐다.
텔레햅틱 기술은 촉감을 원격으로 전송하는 기술이다. 메타버스, 가상·증강현실(VR·AR), 디스플레이 분야에서 촉각을 활용한 몰입 경험을 크게 키울 기술로 주목받고 있다. 시각과 청각을 넘어선 촉각 커뮤니케이션의 핵심 기술로 평가받고 있다.
본 기술은 촉·질감이 가지는 고유한 진동 패턴을 이용한다. 촉각 수집 센서와 촉각 재현 액추에이터 동력을 이용해 기계를 동작시키는 장치를 통해 현실에서 물체를 직접 만지지 않아도 가상으로 질감을 느껴볼 수 있다.
ETRI는 지난해 4월, 텔레햅틱 기술을 공개한 데 이어 이번에 손가락에 스티커처럼 접착이 가능한 형태로 기술을 고도화하는 데 성공했다.
기존 촉감 재현 장치의 큰 부피와 낮은 성능을 해결했다. 고도의 몰입감 있는 사용자 경험을 위해서는 피부에 붙일 수 있을 정도로 얇으면서도 정교한 촉·질감 재현이 필수적이다.
연구진은 자체 개발한 압전(壓電)소자에 압력을 가하면 전압이 발생하는 현상을 이용한 소자와 초박막 유연 기판을 활용해 1mm 미만의 초소형 센서와 액추에이터를 기판 위에 정밀하게 집적했다. 기판이 머리카락 1/20 두께(약 4㎛)로 얇고 휠 수 있어 피부에 붙이는 데 적합하다.
1.8mm 간격으로 세밀하게 구성된 고해상도 복합 센서는 1~1000헤르츠(Hz)에 달하는 넓은 주파수 범위에서 촉각 패턴을 느낄 수 있다. 느리게 변하는 압력(정압)과 빠르게 변하는 압력(동압)도 동시에 측정하는 등 세계 최고 수준의 성능을 나타냈다.
특히, 이번 성과는 면, 폴리에스테르, 스판덱스 등 재질 구별을 비롯, 볼록하게 튀어나온 글자 표면의 형상, 플라스틱 막대가 손끝을 굴러가는 동적인 느낌까지 측정하고 재현할 수 있다. 고해상도 센서가 위치별로 미세하게 다른 촉각 패턴까지 인식하기 때문이다.
