- GIST, VR 헤드셋으로 귀 압력 변화 정밀 구현
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| VR 환경의 대기압·수압 변화를 실시간으로 측정·분석해 귀 외이도 압력을 ±40 hPa 범위 내에서 정밀하게 제어함으로써, 사용자가 물속 하강이나 고도 상승 시 경험하는 귀 먹먹함 감각을 직접 체험할 수 있는 착용형 햅틱 피드백 장치.[GIST 제공] |
[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 귀 내부 압력을 정밀하게 제어해 가상현실(VR)에서 대기압 변화를 사실적으로 느낄 수 있는 혁신적 햅틱 시스템을 개발했다. VR 체험에 귀가 먹먹해지는 압력 감각까지 구현한 것은 이번이 처음이다.
광주과학기술원(GIST)은 AI융합학과 김승준 교수 연구팀이 VR 헤드셋에 부착해 귀 내부 압력을 세밀하게 조절함으로써, 대기압·수압 변화에 따른 귀의 먹먹함 등 실제에 가까운 환경 압력 감각을 구현하는 신기술 ‘이어프레셔 VR(EarPressure VR)’을 개발했다고 밝혔다.
이 기술은 고도가 변하거나 물속에 들어갈 때처럼 귀가 먹먹해지는 느낌을 VR 환경에서 안전하게 재현할 수 있어, 기존의 시각·청각 중심 VR 체험을 한 차원 높이는 새로운 감각 인터페이스를 제시한다.
지금까지 VR에서 압력 변화를 사실적으로 구현하는 것은 공간 전체의 기압을 조절해야 하기 때문에 기술적 제약이 컸다. 연구팀은 임상에서 고막과 중이(中耳)의 압력을 검사할 때 쓰이는 팀파노메트리(tympanometry) 기술을 응용해 이 문제를 해결했다.
연구팀은 귀 내부 압력 변화를 사용자가 명확히 인지할 수 있는지를 확인하기 위해 압력 방향과 강도를 나누어 실험을 진행했다.
그 결과, 약 14.4~23.8 hPa 이상의 압력 차이가 주어지면 압력이 안쪽으로 작용하는지, 바깥쪽으로 작용하는지를 구분할 수 있었고, 14.6~34.9 hPa 이상의 강도 차이도 식별 가능한 것으로 나타났다. 이는 고막이 압력 변화에 매우 민감하게 반응한다는 기존 의학적 연구 결과와도 일치한다.
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| 김승준(왼쪽부터) GIST 교수, 강성준·김광빈 박사과정생, 김보천·박정주·신세무 석사과정생.[GIST 제공] |
또한 수심 변화나 환경 이동 상황을 적용한 실험에서는, 단순히 음향 효과만 제공한 경우보다 압력 피드백을 함께 제공한 조건에서 훨씬 높은 현실감과 몰입감을 경험할 수 있음이 확인됐다. 기술의 효과를 체감한 실험 참가자들은 “실제로 바닷속에 있는 기분이다”, “완전히 새로운 감각 경험이었다”고 표현했다.
‘이어프레셔 VR’은 경량 착용형 설계로 별도의 대형 장비 없이도 압력 변화를 재현할 수 있어, ▷원격 수술·재난 구조·잠수 훈련 등 전문 분야 ▷운동·헬스 앱에서의 가상 고산 체험 ▷음악 감상 시 웅장한 저음의 압력감 구현 등 다양한 응용 가능성을 지니고 있다.
김승준 교수는 이번 연구에 대해 “기존에 구현하기 어려웠던 환경 압력 변화를 귀 내부 압력 제어를 통해 직접 체험하게 한 혁신적 기술”이라며 “VR·AR·원격 작업·훈련 시뮬레이션 등 미래 기술 전반의 사용자 경험을 근본적으로 변화시킬 것”이라고 강조했다.
