피부부착형 텔레햅틱…촉감 소통 앞당긴다

[산업일보]
국내 연구진이 스티커처럼 손가락 끝에 부착해 실시간으로 촉감을 원격에서 전달하는 텔레햅틱(telehaptic) 장치를 선보였다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 기존 촉감 재현장치의 몰입 저해 요소를 해결하고 피부에 밀착해 생생한 촉각 경험을 제공하는 피부부착형 텔레햅틱 기술을 개발했다고 13일 밝혔다.

텔레햅틱 기술은 촉감을 원격으로 전송하는 기술이다. 메타버스, 가상·증강현실(VR·AR), 디스플레이 분야에서 촉각을 활용한 몰입 경험을 크게 키울 기술로 주목받고 있다. 특히 시각과 청각을 넘어선 촉각 커뮤니케이션의 핵심기술로 평가받고 있다.

ETRI는 지난해 4월, 텔레햅틱 기술을 공개한 데 이어 이번에 손가락에 스티커처럼 접착이 가능한 형태로 기술을 고도화하는 데 성공했다.

기존 촉감 재현장치의 큰 부피와 낮은 성능을 해결했다. 연구진에 따르면, 자체 개발한 압전(壓電)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.

또한 1.8mm 간격으로 세밀하게 구성된 고해상도 복합 센서는 1~1,000헤르츠(Hz)에 달하는 넓은 주파수 범위에서 촉각 패턴을 느낄 수 있다. 느리게 변하는 압력(정압)과 빠르게 변하는 압력(동압)을 동시에 측정하는 등의 성능을 나타냈다.

이번 성과에 대해 연구진은 면, 폴리에스테르, 스판덱스 등 재질 구별을 비롯해 볼록하게 튀어나온 글자 표면의 형상, 플라스틱 막대가 손끝을 굴러가는 동적인 느낌까지 측정하고 재현할 수 있다며 고해상도 센서가 위치별로 미세하게 다른 촉각 패턴까지 인식하기 때문이라고 설명했다.

또한 개발된 피부부착형 텔레햅틱 기술은 블루투스 통신을 이용해 최대 15m 거리에서 실시간 촉감재현이 가능하다.

연구진은 이 기술이 ▲초박막 고유연성 기판 ▲정압/동압 고해상도 복합 압력센서 ▲고출력 다층구조의 초소형 압전 액추에이터 ▲압전센서·액추에이터 신호처리 및 구동 ▲복합 촉·질감 데이터 제어 및 무선통신 연동 기술 등이 집적된 결과라고 했다.

향후 연구진은 압전소자의 성능과 폼팩터 폼팩터(Form Factor) 등을 고도화해 진동뿐만 아니라 다양한 방식의 촉각 자극을 결합해 현실과 동일한 수준의 복합 촉·질감도 만들어 낼 계획이라고 밝혔다.

한편, 이버 연구는 과학기술정보통신부 ’고압전성 복합소재 및 초저전력 적층형 압전 센서/액추에이터 복합모듈 기술 개발’로 수행됐다.