KISTI의 과학향기

영화 ‘스파이더맨’을 보면 단추를 누르면 헐렁한 슈트가 몸에 딱 맞게 조정되는 장면이 나온다. 카이스트 기계공학과 오일권 교수팀은 이 스파이더맨 슈트처럼 신체 부위에 착 맞춰 장착되는 옷감 형태의 웨어러블 햅틱 기술을 개발했다. 정확히는 형상기억합금 와이어를 오그제틱 메타 구조라는 형태로 매듭지어 옷감 형태로 착용할 수 있는 햅틱 인터페이스다.

 

최근 가상, 증강, 혼합 현실 기술이 다양하게 적용되면서 이를 활용할 착용형 햅틱 인터페이스 연구도 활발하다. 옷을 입는 것처럼 햅틱 슈트를 착용하면 가상현실에 접속해 자유롭게 움직이면서 실제처럼 몰입할 수 있다. 하지만 기존 햅틱 슈트 장치는 피부에 부착하거나 별도의 고정장치가 필요하다. 부착형은 장기간 사용하면 피부 문제가 발생할 수 있고, 고정방식은 사용자의 움직임에 제약이 가해진다. 또 기존 장치들은 무겁고 크기가 커 사용하기 불편하다는 단점도 있다.

 

연구팀은 상온에서 모양이 쉽게 변형되고 특정 온도에서 기억된 형태로 돌아가는 형상기억합금을 와이어 형태로 만든 소재를 이용했다. 또 오그제틱이라는 특이한 구조로 매듭지어 구조 전체가 3차원 입체 방향으로 동시에 수축, 이완하는 특성을 만들었다. 

 

이러한 재료와 구조의 특성 덕분에 연구팀은 영화 속 스파이더맨 슈트처럼 굴곡진 신체 표면을 따라 사이즈가 자동 조절되는 옷감형 햅틱 인터페이스를 구현해냈다. 또 적용한 장치를 팔목에 장착해 가상현실 속 모빌리티 로봇 주변의 위치 정보를 파악하고, 장애물을 피해 로봇을 안정적으로 주행시키는 실증 실험에도 성공했다.

 

오일권 교수는 “개발한 착용형 햅틱 인터페이스는 촉각 정보를 활용한 로봇, 무인기 제어, 메타버스가 접목된 의료나 교육 등 다양한 분야에서 활용이 가능할 것”이라고 설명했다.

 

해당 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 표지 논문으로 실렸다.