영화 ‘스파이더맨’을 보면 단추를 누르면 헐렁한 슈트가 몸에 딱 맞게 조정되는 장면이 나온다. 국내 연구진이 그런 스파이더맨 슈트처럼 신체 부위에 착 맞춰 장착되는 옷감 형태의 웨어러블 햅틱 기술을 개발해 눈길을 끈다.

카이스트 기계공학과 연구팀은 형상기억합금 와이어를 오그제틱 메타 구조라는 형태로 매듭지어 옷감 형태의 착용 가능한 햅틱 인터페이스를 개발했다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 표지 논문으로 실렸다.

최근 가상, 증강, 혼합 현실 기술이 다양하게 적용되면서 이를 활용할 수 있는 착용형 햅틱 인터페이스에 관한 연구도 활발하다. 착용형 햅틱 기술은 옷을 입는 것처럼 햅틱 슈트를 착용하면 가상현실에 접속해 자유롭게 움직이면서 몰입할 수 있게 해준다.

문제는 기존 햅틱 슈트 장치는 피부에 부착하거나 별도의 고정장치가 필요하다는 점이다. 부착형은 장시간 사용 시 피부 문제를 유발할 수 있고, 고정방식은 사용자의 움직임에 제약이 가해진다. 또 기존 장치들은 무겁고 부피가 커 일상에서 사용하기 불편하다는 한계도 있다.

이에 연구팀은 상온에서 모양이 쉽게 변형되고 특정 온도에서 기억된 형태로 돌아가는 형상기억합금을 와이어 형태로 만든 소재를 이용했다.

연구팀은 오그제틱 구조라는 특이한 구조로 매듭지어 일반 구조에서는 볼 수 없는 3차원 입체 방향으로 구조 전체가 동시에 수축, 이완하는 특성을 만들었다. 이런 재료와 구조의 특성 덕분에 영화 속 스파이더맨 슈트처럼 굴곡진 신체 표면을 따라 사이즈가 자동 조절되는 옷감형 햅틱 인터페이스를 구현할 수 있었다.

이번 기술을 적용한 장치를 팔목에 장착하고 가상 현실 속 모빌리티 로봇 주변의 위치 정보를 파악하고 장애물을 피해 로봇을 안정적으로 주행시키는 실증 실험에도 성공했다.

연구를 이끈 오일권 교수는 “이번에 개발된 착용형 햅틱 인터페이스는 촉각 정보를 활용한 로봇, 무인기 제어, 메타버스가 접목된 의료나 교육 등 다양한 분야에서 활용이 가능할 것으로 기대한다”라고 설명했다.