한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)이 원격 제어 드론 수집 공간 데이터를 촉각 피드백으로 조종자에게 직관적으로 전달하는 웨어러블 햅틱 기술을 개발했다.
KAIST는 오일권 기계공학과 교수팀이 이와 같은 '직교 방향 제어 웨어러블 햅틱(WHOA)'기술을 개발했다고 21일 밝혔다.
햅틱은 시·청각을 넘어 촉각으로 정보를 전달하는 기술로, 피부로 감지할 수 있는 물리 피드백을 제공한다.
기술 핵심 소재인 형상기억합금은 특정 온도로 가열하면 원래 형태로 돌아오는 특수 금속으로, 촉각을 구현하는 작동기로 사용된다.
연구팀은 가볍고 단순한 '직교 메타구조'로, 3D 공간정보를 촉각으로 재구성할 수 있는 기술을 개발해 공간 인식 기반 햅틱 내비게이션의 새로운 영역을 개척했다.
개발 기술은 시각 정보에 의존하지 않고도 주변 환경을 '느낄 수' 있는 방식으로 재난, 화재, 극한환경에서 효과적인 모빌리티 제어를 가능하게 한다. 시각 정보가 제한되도 공간정보를 직접 감지할 수 있어, 안정적이고 효율적인 조작이 가능하다.
촉각 피드백은 좌·우·상·하·전진·후진 같은 공간 이동뿐 아니라 전방 장애물 감지 시 독특한 햅틱 패턴까지 전달하도록 설계됐다.
이 기술은 서로 수직인 독립된 촉감 모드를 생성하며, 이를 통해 팔이나 발에 착용했을 때 사용자에게 입체 공간정보를 촉감으로 전달할 수 있다.
WHOA를 착용하면 가로, 세로 방향의 독립적인 촉각 모드 조합으로 사용자가 입체적인 공간정보 피드백을 받는다. 신발 내부 작은 공간에서도 동작하도록 설계돼 장시간 착용할 시 피로를 최소화하는 동시에 손이 자유로운 상태에서 다음 이동 방향을 파악할 수 있다.
연구팀은 WHOA를 적용한 드론 내비게이션 시스템을 가상현실(VR) 환경에서 실증했다. 화재 현장 건물을 배경 시뮬레이션에서 WHOA를 착용한 사용자는 드론을 조종하며 위험 구역을 회피하고 구조 작업을 수행했다.
오일권 교수는 “이번 기술은 시각장애인이 촉감을 활용해 길을 안내받을 수 있는 새로운 형태의 내비게이션 기법”이라며 “입체적 공간정보를 촉감으로 전달해 재난, 화재 환경 또는 국방의 유무인 협력 전투체계(MUM-T)에서 드론·로봇 원격제어에 활용될 수 있다”고 말했다.
오세웅 박사와 마난 칸 석사가 공동 제1 저자로 참여한 본 연구 성과는 어드밴스드 머티리얼스에 지난 8일 게재됐다.
한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원 사업으로 수행됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
