입력 2025.07.04 14:29
석·박사 3명 ‘가상 촉감놀이 교육 위한 자기유변탄성체 햅틱 시스템 개발’
한국기술교육대학교(KOREATECH·총장 유길상) 컴퓨터공학부 김상연 교수 연구팀(윤홍민 석사과정생·이승현 석사과정생·이석한 박사과정생)이 7월 2일(수) ~ 4일(금) 제주도 국제컨벤션에서 열린 한국정보과학회 주관 ‘한국컴퓨터종합학술대회(KCC 2025)’에서 가상현실 메타버스 분야 최우수 논문상을 수상했다.
가상현실(VR)과 증강현실(AR) 기술의 발전은 교육, 의료, 엔터테인먼트 등 다양한 분야에서 몰입감 있는 학습 경험을 제공할 수 있는 기반이 되어왔다. 특히 어린이 대상의 교육 콘텐츠에서는 시청각 중심의 일방향적 정보 전달을 넘어, 사용자가 능동적으로 참여할 수 있는 촉각 기반 상호작용을 제공하고 있다.
가상환경에서의 촉감놀이 교육에 대한 관심이 높아지고 있으며, 햅틱 기술은 이러한 상호작용을 가능하게 하는 핵심 요소로 주목받고 있다. 그러나 현재의 햅틱 디바이스로는 다양한 감성을 표현하는 데 한계가 있어 사용자에게 여러 가지 재질에 대한 몰입감 제공에는 한계가 있다.
김상연 교수 연구팀은 이러한 한계를 해결하기 위해, 자기유변탄성체(Magnetorheological Elastomer, MRE)를 활용한 햅틱 시스템을 제안했다. 논문 제목은 ‘가상 촉감놀이 교육을 위한 자기유변탄성체기반 햅틱시스템 개발’이다.
자기유변탄성체는 외부 자기장의 세기와 방향에 따라 탄성 특성이 변화하는 스마트 소재로, 자기장이 인가되면 자기유변탄성체 내부의 철 입자들이 자기장 방향으로 정렬되어 강성이 변화한다. 이를 통해 다양한 강도의 촉각 피드백을 정밀하게 구현할 수 있다.
김상연 교수는 “연구팀이 제안한 시스템은 가상환경의 촉감놀이 교육 시스템에 적용되어, 사용자에게 실제와 유사한 촉감을 제공하고 몰입감 높은 교육적 상호작용을 가능하게 할 것으로 기대된다”고 밝혔다.
윤홍민 석사과정생은 “기존 햅틱 기술이 지닌 표현의 한계를 넘어, 가상 환경에서도 다채로운 질감을 생생하게 구현하고자 했는데, 저희가 개발한 자기유변탄성체 기반 햅틱 기술이 사용자에게 실재감 있는 촉각 경험을 선사하기를 기대한다”고 말했다. 이승현 석사과정생은 “자기유변탄성체 기반의 햅틱 모듈을 실제 환경에 적용 가능한 수준까지 구현하고, 실험을 통해 반력 제어 성능을 정량적으로 검증한 점에서 보람이 크다”고 소감을 전했다.
이석한 박사과정생은 ”저희가 제안한 시스템은 어린이뿐만 아니라 다양한 촉각 시스템에도 적용될 수 있을 것“이라고 강조했다. 김상연 교수는 “학생들이 열심히 해준 덕분에 큰상을 받을 수 있어 기쁘다. 학생들이 자랑스럽다.”라며 학생들에게 수상의 공을 돌렸다.