홍콩성시대(City University of Hong Kong·香港城市大學) 연구진이 높은 공간 해상도와 빠른 응답률로 촉각을 모방할 수 있는 웨어러블 촉각 렌더링 시스템을 개발했다고 테크엑스플로어가 지난 20일(현지 시각) 보도했다.

연구팀은 점자 디스플레이 방식으로, 이 기술의 응용 가능성을 입증했다. 이 기술을 활용하면 가상현실 쇼핑과 메타버스 공간에서 착용자에게 촉각을 부여할수 있다. 또한 두꺼운 장갑을 착용해야 하는 우주인이나 심해 잠수사들이 촉각을 통해 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있다.

양정바오 홍콩성시대 기계공학부 교수는 "우리는 전화와 카메라를 통해 먼 거리에 있는 가족들의 목소리를 듣고 볼 수도 있지만, 여전히 그들을 느끼거나 안아줄 수 없다. 우리는 특히 장기간의 팬데믹으로 물리적으로 고립되어 있다"며, "그동안 높은 해상도와 감도를 갖는 촉각 기능을 디지털로 포착할 수 있는 센서 개발에 큰 진전이 있었지만, 시공간에서 촉각을 기록하고 재생하며 효과적으로 가상화할 수 있는 시스템은 여전히 부족했다"고 덧붙였다.

홍콩성시대 연구진은 중국 IT기업인 텐센트 산하 ‘로보틱스 X 연구소’와 협력해 이번 연구를 진행했다. 연구 결과 높은 공간 해상도와 빠른 응답 속도로 다양한 촉각을 표시할 수 있는 새로운 전기촉각 렌더링 시스템(electrotactile rendering system)을 개발했다. 이번 연구 성과는 과학 학술지 '사이언스 어드밴스'에 실렸다.

촉각 자극을 재현하는 기존 기술은 크게 기계적 자극과 전기적 자극의 두 가지 범주로 분류할 수 있다. 연구진이 개발한 전기촉각 자극기(Electrotactile stimulator)는 지역(local)의 전류를 피부에 전달함으로써 전극이 위치한 피부에 촉각을 불러일으키며, 더 높은 분해능과 더 빠른 응답을 제공한다. 연구팀이 개발한 최신 전기촉각식 액추에이터는 매우 얇고 유연하며, 손가락 골무(cot)에 쉽게 통합할 수 있다. 이 손끝 웨어러블 기기는 압력, 진동, 질감 거칠기 등 다양한 촉각을 고해상도로 표시할 수 있다. 연구팀은 DC펄스를 사용하는 대신 고주파 교번 자극전략기법(high-frequency alternating stimulation strategy)을 적용, 작동 전압을 30V 이하로 낮추는 데 성공했다.

연구팀은 웨어러블 전기촉각 렌더링시스템의 다양한 응용 가능성을 보여주기 위해 다양한 테스트를 실행했다. 예를 들어, 연구진은 시각 장애가 있는 사람들이 배우기 훨씬 더 쉬운 새로운 점자 시스템을 제안했다. 새로운 시스템은 또한 VR/AR 애플리케이션 및 게임에 적합하며 메타버스에 터치감을 준다는 설명이다.