▲ 로봇과 사람의 피부 등에 부착 가능한 전자피부 센서(사진=홍콩성시대)

홍콩성시대학(City University of Hong Kong·香港城市大學) 연구진이 VR 환경에서 로봇을 원격 조작할 수 있는 혁신적 '인간-기계 인터페이스(HMI)' 기술인 '로보틱 VR(Robotic VR)'을 개발했다고 밝혔다.

이 기술을 활용하면 사람과의 직접적 대면 접촉을 피하고, 로봇을 원격 조작해 코로나19 검체를 채취하거나 감염병 환자에 대한 간병 업무를 수행할 수 있다. 이 HMI시스템은 이 대학 바이오메디컬 엔지니어링부문(BME) 위신거(Yu Xinge) 교수팀이 개발했다. 핵심 기술은 유연한 다층 전자피부다. 전자피부는 피부 톤(tone)의 유연한 실리콘으로 만들어졌으며, 하단 층은 사용자의 피부와 관절에 부착할 수 있는 부드러운 접착 인터페이스 기능을 담당한다.

위 교수는 “VR안경을 지원하는 HMI 시스템을 착용한 의사는 로봇을 원격 조종하면서 로봇의 촉각을 경험할 수 있기 때문에 정확하게 수술을 집도할 수 있다. 또한 의료진은 로봇을 원격 조작해 감염 환자를 돌보거나 생체 샘플을 채취할 수 있어 감염 위험이 크게 줄어든다”고 말했다.

▲ VR 환경에서 로봇을 원격 조작해 면봉으로 코로나 샘플을 추출하는 모습(사진=홍콩성시대 유튜브 갈무리)

연구팀은 로봇핸드를 원격 조종해 목 부위에서 면봉으로 샘플을 채취해 코로나19 감염을 검사하고,휴머노이드 로봇을 원격 조작해 방 청소와 환자 치료 서비스를 제공하는 등 실험을 수행했다. 이와 함께 연구팀은 비강 면봉 테스트를 위한 차세대 로봇 시스템을 개발하고 있다고 밝혔다.

전자피부는 저항기, 콘덴서, 블루투스 모듈, 마이크로컨트롤러유닛(MCU), 소프트 센서, 액추에이터 등으로 구성되어 있으며 상호 연결되어 있다. 사람의 피부에 부착하는 로보틱 VR시스템 센서는 인간의 미세한 움직임을 정확히 감지해 전기신호로 변환한 후 로봇에 무선으로 전송할 수 있다. 로봇핸드에 부착된 압력 센서는 블루투스 모듈을 통해 촉각 액추에이터의 진동 강도를 제어하도록 피드백 신호를 사용자 측에 전송할 수 있다. 사용자는 로봇이 보내주는 피드백 신호의 강도에 따라 로봇 또는 로봇 팔의 동작과 강도를 정밀하게 제어 및 조정할 수 있다.

위 교수는 "이 새로운 시스템은 신축성이 있으며, 인간의 피부나 신체 전체에 오랫동안 부착할 수 있다. 게다가 이 인터페이스는 촉각적 피드백 시스템과 시각적인 피드백 시스템을 모두 제공해 사용자에게 몰입적인 경험을 제공한다“고 말했다.

로보틱 VR을 이용해 사용자는 무인자동차 등 다양한 기계를 원격 조작할 수 있으며, 장애인은 무거운 물건을 운반할 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 또한 메타버스에 존재하는 로봇이나 가상 캐릭터에 무선으로 연결하는 새로운 접근 방식을 제공하는 것도 가능할 전망이다. 이 시스템은 블루투스, 와이파이, 인터넷 등 세가지 무선 전송 방식을 지원한다.