세계최초 ‘동적 햅틱 기술’ 개발
최근 한국기술교육대학교 김상연 교수 연구팀(김상연 교수, 조성만·김재오 대학원생)은 해외 유명저널인 ‘IEEE Transaction on Consumer Electronics’에서 ‘이동진동파를 이용한 진동의 흐름 생성(Vibrotactile Traveling Wave)’이라는 신기술을 선보였다. 더욱 주목할 점은 김상연 교수의 주도하에 진행된 ‘동적 햅틱기술’의 앞에는 세계최초라는 수식어가 따라 붙는다는 점이다. 김상연 교수팀은 이를 기반으로 시스템을 구축하여 지난 2월23일 한국 햅틱스 연구회에서 주최한 ‘제3회 한국 햅틱스 연구회 워크숍’에서 ‘최우수 시연상’을 수상하는 영예를 안았다.

햅틱 기술은 일본, 미국 등을 중심으로 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 현재 상용화된 기술은 몰입감 및 임장감(臨場感)을 전달하는데 한계가 있는 정적인 촉각 출력에 초점이 맞춰져 있다. 한편 휴대폰 사용자들은 메뉴, 아이콘, 게임 상에서 나타나는 물체의 동적인 움직임까지도 촉각적으로 느끼기를 원하고 있다. 이에 김상연 교수팀이 개발한 햅틱 기술은, 휴대폰 내에 있는 그래픽 물체의 이동 및 회전에 따라 진동이 표면을 타고 흘러가는 동적인 햅틱 감각을 구현했다는 점에서 높은 평가를 받고 있다.
휴대폰 내에 공굴리기 게임이 있다고 가정했을 때, 현재의 기술로는 공이 굴러가는 움직임과 벽에 충돌할 때의 촉각 정도만을 진동을 통해 느낄 수 있다. 하지만 김 교수팀이 개발한 이동진동파 기술을 적용하게 되면, 공이 다른 곳과 충돌하는 느낌뿐만 아니라 공이 한 곳에서 다른 곳으로 움직이는 느낌까지 손으로 전달받을 수 있다. 즉 동적인 그래픽 물체에 익숙해져 있는 휴대폰 사용자들에게 몰입감 및 재미 요소를 효과적으로 전달해 주는 세계최초의 기술인 셈이다. 김 교수팀의 이동진동파 개발 장치는 실제 휴대폰에서 사용하고 있는 진동모터와 가속도 센서 그리고 ARM 프로세서로 구성하여 실제 휴대폰내로 쉽게 실장가능하게 개발하여 업계의 관심을 한 몸에 받고 있다. 이는 우리나라뿐 아니라 세계의 햅틱 및 모바일 산업분야에 공헌할 것이라는 평가다.
김상연 교수는 “휴대폰에서 제공되는 모든 그래픽 콘텐츠에 따른 햅틱 감각을 제공하는 것이 목표입니다. 또한 저의 연구가 햅틱스를 연구하는 많은 학생들에게 도움이 될 수 있는 선행 연구가 되길 바랍니다”라며 앞으로의 연구에 대한 기대감을 비추었다.
김상연 교수는 이외에도 가상현실 기반 몰입 형 교육시스템, 복강경 수술을 위한 의료 시뮬레이터, 발달장애 아동의 학습지원이 가능한 오감융합 다면체 키트, 환자의 맥박을 촉각적으로 측정하는 진맥 시뮬레이터, 휴대폰에서 그래픽 물체의 사실적 속도감을 촉각적으로 제공하는 Interactive Racing Game, 물체의 재질감 및 온열감을 제공해 주는 햅틱 마우스등 햅틱과 관련한 다수의 교육 및 의료, 엔터테인먼트 신기술을 개발한 바 있다. 그는 모바일 기기에서 풍부한 햅틱 감각을 생성하기 위한 ‘휴대장치용 초소형 햅틱 엑츄에이터’의 개발로 2009년 로봇학회에서 개최하는 ‘한국로봇학회 하계학술대회’에서 한국과학기술원과 함께 우수논문상을 수상하기도 했다. 꿈을 현실로 만드는 김상연 교수 이하 연구팀의 땀방울로 머릿속에서 그려봄직한 꿈의 휴대폰을 손 안에 얻을 날이 머지않아 보인다.