[대전=뉴스프리존] 이기종 기자= 한국과학기술원(KAIST)은 산업디자인학과 안드리아 비앙키(Andrea Bianchi) 교수팀이 인간-컴퓨터 상호작용 분야 최우수 국제학술대회인 ‘ACM UIST 2020(The ACM Symposium on User Interface Software & Technology)’에서 최우수논문상(Best Paper Award)을 수상했다고 18일 밝혔다.

최근 VR 산업에 대한 관심이 늘어남에 따라 기존의 VR 시스템이 제공하는 시청각적 경험을 넘어 사용자가 VR 환경과 상호작용할 때 발생하는 촉감을 그대로 재현하는 차세대 VR 경험에 대한 기대가 높아지고 있다.

기존에 여러 연구는 VR 속에서 손에 쥐고 있는 물체의 모양, 질량, 무게중심의 위치, 혹은 물체가 받는 외력 등을 사실적으로 구현한 바가 있으나 유연한 물체를 자연스럽게 쥐고 휘두를 때 나타나는 미묘한 진동, 반동 등을 세세하게 구현하기에는 기기가 표현할 수 있는 물성의 종류와 그 정밀도에 한계가 있었다.

이번 연구팀은 사용자의 움직임에 따라 발생하는 서로 다른 물체의 반응을 세밀하게 재현하기 위해 컨트롤러의 유연하고 딱딱한 정도를 두 수직 방향으로 자유롭게 조절할 수 있는 메커니즘을 개발하고 이를 활용할 수 있는 VR 경험 사례와 그 효과를 도출하고자 하였다.

사용자가 VR 환경 속에서 마주는 물체들은 그 구성 물질과 길이, 단면의 형태 등에 따라 서로 다른 휨강성을 가지고 있다.

가상의 물체는 구성 물질이 말랑할수록 물체의 길이가 길수록, 혹은 두께가 얇을수록 작은 휨강성을 가지고 더 쉽게 휘어진다.

엘라스틱(ElaStick)은 모든 방향으로 자유롭게 휘어지는 구조물인 쿼터니언 조인트에 4개의 케이블을 연결하고 각 케이블을 구성하는 물질 조성을 조절하여 전체 컨트롤러의 휨강성을 바꿀 수 있다.

이러한 고유한 메커니즘을 활용해 엘라스틱으로 유연성을 지닌 가상 물체의 반응을 재질, 길이, 모양 등에 따라 정밀하게 재현했다.

연구팀은 사용자 연구를 통해 엘라스틱이 제공하는 촉감 경험이 VR 경험의 사실감, 몰입감, 그리고 즐거움을 크게 향상시킴을 실험적으로 증명했다.

또한 엘라스틱을 활용해 강성 변화에 따른 사용자들의 인지능력을 측정하고, 펜싱 게임, 요리, 로프 운동과 같은 VR 시나리오를 개발하여 구체적인 활용 방안을 제안했다.

안드리아 교수는 “엘라스틱(ElaStick)은 향후 원격 로봇수술, 의료수술, 게임 등 다양한 가상 환경에서 실용적이면서도 상업적 활용 가치를 기대할 수 있다”고 말했다.

이 연구에는 KAIST 산업디자인학과 유능 석사과정 학생이 제1저자로 참여했다.