韓 연구진 '차세대 지능형 전자피부' 세계 최초 구현…메타버스 더 리얼해진다

카이스트·서울대·스탠포드대 합동 연구…'네이처 일렉트로닉스' 게재

피부에 직접 가상피부 인쇄…무선으로 손 움직임 정보 전달

메타버스·원격의료 분야 활용 기대…웨어러블 착용성도 대폭 증가

[서울=뉴시스]과학기술정보통신부는 한국과학기술원(KAIST) 조성호 연구팀, 서울대 고승환 연구 교수팀과 스탠포드대 제난 바오 교수가 지능형 전자피부 개발에 세계 최초로 성공했다고 29일 밝혔다. 사진은 차세대 지능형 전자피부를 활용한 키보드 입력 실시간 예측 구현 모습. (사진=과학기술정보통신부 제공)

[서울=뉴시스]윤현성 기자 = 보다 리얼한 메타버스(가상현실) 구현을 가능케 하는 '차세대 지능형 전자피부'를 국내 연구진이 개발했다. 기존 전자피부보다 훨씬 더 미세하게 나노미터(㎚) 단위의 움직임까지 감지하면서 메타버스 속에서도 보다 다양한 작업을 빠르게 적응할 수 있을 전망이다.

과학기술정보통신부는 한국과학기술원(KAIST) 조성호 연구팀, 서울대 고승환 연구 교수팀과 스탠포드대 제난 바오 교수가 지능형 전자피부 개발에 세계 최초로 성공했다고 29일 밝혔다.

이번 연구는 과기정통부 기초연구사업 등의 지원으로 수행됐으며, 국제학술지 '네이처 일렉트로닉스'에 이날(현지시간 28일 오후 4시) 게재됐다.

메타버스 시장이 성장하면서 다양한 메타버스 기술의 역할과 중요성이 점차 커지고 있다. 특히 메타버스에서 가장 중요하면서 기본적인 기술은 인체의 움직임을 측정해 원하는 목적에 맞게 가상 공간에 투여하는 것이다.

딱딱한 전자소자를 피부처럼 유연하고 늘어나는 형태로 만든 전자피부가 대표적이다. 가상피부를 피부에 부착해서 사용하면 인체의 움직임을 측정할 수 있어 메타버스 구현에 활용할 수 있다.

하지만 현존 장비는 크기가 크고 유연성이 떨어지는 단점이 있어 기술 확장성에 비해 시장에 적극적으로 사용되지 못했다. 인체 특성 상 수많은 관절 조직에 대응하기 위해서는 구조적으로 매우 복잡하고 생성되는 정보도 방대해 실제 활용에도 한계가 있었다.

차세대 지능형 전자피부 모식도. (사진=과학기술정보통신부 제공) *재판매 및 DB 금지

이러한 한계를 극복하기 위해 연구팀은 전도성 액체를 직접 피부에 분사한 후 나노미터 단위의 전도성 그물망을 사용자의 피부에 자동으로 직접 인쇄하는 새로운 방식을 적용했다.

이 차세대 전자피부는 부착된 모듈을 통해 사용자의 손 움직임 정보를 무선으로 전달할 수 있으며, 피부와 매우 밀착하고 있어 단 한 개의 인쇄된 센서만을 통해 손의 움직임 정보를 획득할 수 있다.

실제로 연구팀은 손 위의 전도성 그물망이 사용자의 움직임에 따라 늘어나면서 전기신호가 발생하는 것을 관측했으며, 이때 획득한 정보를 블루투스 통신장치를 통해 무선으로 전송하는 데 성공했다.

이어 전송된 여러 종류의 전기신호를 인공지능(AI)이 스스로 비교하고 학습하는 과정을 거쳐 서로 다른 손동작을 구별하게 함으로써 사용자가 특정 동작을 몇 번만 반복하면 가상공간에서 다양한 작업을 수행할 수 있음을 확인했다.

아울러 연구팀은 키보드 없이 손동작만으로 글자를 입력할 수 있게 하고, 임의의 물체를 문지르는 것만으로도 물체의 모양이 화면에 그려지게 하는 등 다양한 가상현실 플랫폼 기술 구현에도 성공했다.

이러한 과정을 거쳐 세계 최초로 구현된 전자피부 기술은 앞으로 메타버스 및 원격의료 분야 등에서 널리 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 연구진 또한 이번 연구를 통해 각각의 작업마다 새롭게 수 많은 데이터를 수집해야 하는 기존 방식이 가지고 있는 한계점을 극복하고, 용자의 피부에 직접 센서를 인쇄하는 방식을 통해 웨어러블 기기의 착용성을 대폭 증가시킬 수 있을 것이라고 전망했다.

조성호 교수와 고승환 교수는 "이번 연구성과는 전자 피부와 최신의 인공지능 기술을 결합한 첫 사례"라며 "하드웨어와 소프트웨어 모두 사용자 편의성을 증대시켜 향후 메타버스를 비롯해 AR·VR(증강·가상현실), 원격의료, 로봇공학 분야에서 기술 혁신을 가져올 수 있다"고 강조했다.


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