원격상호작용

3 Contents

2023 ETRI Technology Report 2 Skin attachable sensor actuator technology Hanbit Jin, Senior Resear

현대 과학은 소리와 영상을 넘어 촉감을 원격으로 전달하는 ‘텔레햅틱’ 기술의 시대로 힘차게 나아가고 있습니다. 텔레햅틱은 사용자가 물체를 만졌을 때 느끼는 촉각 정보를 정교한 전기 신호로 변환하여 멀리 떨어진 상대에게 실시간으로 전송하는 혁신적인 기술입니다. 멀리 떨어진 미국에서 만지는 느낌을 한국에서도 동일하게 경험할 수 있는 이 기술은 공간의 제약을 허물고 새로운 차원의 의사소통 방식을 제시합니다. 유연하고 부드러운 소재를 활용해 피부에 이질감 없이 밀착되는 소자의 개발은 이러한 혁신의 가장 중요한 핵심 요소로 손꼽힙니다. 최근 개발된 피부 부착형 텔레햅틱 소자는 약 4마이크로미터 두께의 초박막 플라스틱 기판 위에 센서와 액추에이터를 집적한 형태를 띠고 있습니다. 이는 마치 얇은 비닐처럼 가볍고 유연하여 피부에 붙였을 때 착용감이 거의 느껴지지 않는다는 압도적인 장점이 있습니다. 특히 압전 소자를 활용한 것이 특징인데, 이는 압력을 전기로 바꾸는 효과와 그 반대의 역압전 효과를 동시에 지닌 소재입니다. 덕분에 가역적인 반응 속도가 매우 빨라 촉감을 지연 없이 즉각적으로 재현할 수 있으며, 전송 효율 면에서도 매우 뛰어난 성능을 자랑합니다. 기존의 촉각 소자들은 부피가 크고 무거워 실제 생활에서 활용하기에 상당한 한계가 존재했습니다. 하지만 최신 연구는 압전 소자를 소형화하고 다채널로 구성하여 고해상도 촉각을 구현하면서도 소자의 두께와 무게를 획기적으로 줄이는 데 성공했습니다. 얇고 가벼운 형태임에도 정교한 촉감을 전달할 수 있게 된 것입니다. 이러한 기술적 진보는 라텍스 장갑처럼 피부에 완벽히 밀착되어 마치 장치를 착용하지 않은 듯한 자유로운 상태에서도 고품질의 원격 촉각 경험을 가능하게 하는 든든한 기술적 토대를 마련해 주었습니다. 현재 웨어러블 기기 시장은 스마트워치를 중심으로 형성되어 있으나, 착용의 번거로움과 손목이라는 특정 부위의 한계로 인해 더 이상의 확장에 어려움을 겪고 있습니다. 이를 해결하기 위해 신축성 소자 제작 기술을 면장갑이나 면 티셔츠와 같은 일상적인 의류 소재에 자연스럽게 결합하는 방안을 깊이 있게 모색 중입니다. 기기가 단순히 손목을 감싸는 수준을 넘어, 얼굴이나 신체 전반에 자연스럽게 부착되거나 의복 자체가 됨으로써 사용자가 일상에서 인지하지 못한 채 기술의 혜택을 자연스럽게 누리는 미래를 지향하고 있습니다. 원격 상호작용의 가치는 이미 다양한 분야에서 검증되었으며, 텔레햅틱 기술의 고도화는 인구 감소와 자원 고갈이라는 인류 공통의 과제를 해결하는 중요한 열쇠가 될 수 있습니다. 직접 출장을 가거나 멀리 여행을 떠나지 않아도 가상 공간에서 동일한 수준의 효용과 경험을 얻을 수 있다면 불필요한 에너지 낭비를 줄이고 사회적 효율성을 극대화할 수 있기 때문입니다. 많은 사람에게 실무적이고 실질적인 도움을 주는 기술을 완성하기 위해, 인간의 삶을 더욱 풍요롭고 가치 있게 만드는 혁신적인 연구는 앞으로도 멈추지 않고 계속될 전망입니다.

한국전자통신연구원ETRI 테크놀로지 리포트

융합
공학·기술

[2023 ETRI Technology Report 2] 피부부착형 센서 액츄에이터 기술_진한빛 박사

현대 과학기술은 영상과 소리를 넘어 촉감까지 실시간으로 공유하는 시대로 나아가고 있습니다. 한국전자통신연구원에서 개발한 피부 부착형 텔레햅틱 기술은 원격으로 촉감을 전송하는 혁신적인 솔루션입니다. 이는 마치 영상통화를 하듯이 먼 거리에 있는 사람과 질감이나 압력을 주고받을 수 있게 해줍니다. 특히 유연하고 부드러운 전자 소재를 활용하여 피부에 이질감 없이 밀착되는 것이 특징이며, 이를 통해 미국과 한국처럼 물리적으로 단절된 공간 사이에서도 생생한 접촉의 경험을 가능하게 합니다. 이 기술의 핵심은 압력을 전기로 바꾸는 압전 효과와 전기를 압력으로 변환하는 역압전 효과를 동시에 활용하는 소자에 있습니다. 연구진은 이러한 가역적 반응을 이용해 사물을 만질 때 발생하는 압력을 전기 신호로 센싱하고, 이를 다시 물리적인 압력으로 재현해 냅니다. 압전 기반의 방식은 반응 속도가 매우 빠르기 때문에 촉각의 미세한 변화를 실시간으로 재현하는 데 최적화되어 있으며, 신호 전달 과정의 효율성을 극대화하여 실제 촉감과의 시차를 최소화합니다. 소자의 두께를 4마이크로미터 수준으로 극소화하여 비닐처럼 가볍고 유연한 형태를 구현한 성과도 주목할 만합니다. 얇은 플라스틱 기판 위에 센서와 액추에이터를 집적함으로써 피부에 부착했을 때 이물감이 거의 느껴지지 않는 탁월한 착용감을 선사합니다. 이는 기존 촉각 소자가 가졌던 부피와 무게의 한계를 극복한 것으로, 향후 얇은 장갑을 끼듯 자연스럽게 피부에 밀착되는 장치 개발의 가능성을 열어주며 가상현실이나 원격 의료 분야에서 사용자의 몰입감을 극적으로 높여줄 것입니다. 현재 웨어러블 기기 시장은 스마트워치를 중심으로 형성되어 있으나, 착용의 불편함으로 인해 손목이라는 특정 부위를 벗어나지 못하는 한계가 있습니다. 연구진은 신축성 전자 소재 기술을 통해 이러한 병목 현상을 해결하고자 합니다. 단순히 기기를 몸에 두르는 수준을 넘어 티셔츠나 바지처럼 일상적인 의복의 소재 자체가 센서가 되는 미래를 구상하고 있습니다. 얼굴이나 몸 등 다양한 부위에 자연스럽게 부착되는 소자 기술은 웨어러블 기기가 진정한 의미의 ‘입는 컴퓨터’로 진화하는 데 결정적인 역할을 할 것입니다. 텔레햅틱 기술은 단순한 편의를 넘어 다양한 사회적 문제 해결의 단초를 제공할 수 있는 가치를 지닙니다. 코로나19 팬데믹을 거치며 확인된 원격 소통의 효율성은 앞으로 더욱 고도화될 것이며, 직접 이동하지 않고도 현장과 동일한 효용을 얻을 수 있는 기술은 자원 고갈이나 인구 감소 문제에 직면한 미래 사회의 지속 가능성을 높여줍니다. 기술을 통해 시공간의 제약을 허물고 많은 사람에게 실질적인 도움을 주려는 연구자들의 헌신은 우리 일상의 질을 한 단계 더 높여줄 것으로 기대됩니다.

한국전자통신연구원ETRI 테크놀로지 리포트

융합
공학·기술

[2021 ETRI Technology Report(ENG) ③] One step closer to home service robot

현대 사회에서 메타버스는 시공간의 제약을 넘어 일상과 경제를 잇는 새로운 무대가 되었습니다. 지금까지의 가상 현실이 눈과 귀를 즐겁게 하는 데 집중했다면, 앞으로는 실제 사물을 만지는 듯한 생생한 경험이 더욱 중요해집니다. 이를 위해 개발되는 기술이 바로 텔레햅틱입니다. 이는 물리적 거리에 상관없이 센서와 액추에이터를 통해 촉각 신호를 실시간으로 주고받는 기술을 의미합니다. 사용자는 이 혁신적인 기술을 통해 가상 공간에서도 마치 실제 세상을 마주하는 것과 같은 몰입감을 느낄 수 있으며, 이는 보다 고도화된 상호작용의 시대를 열어주는 토대가 될 것입니다. 이 기술은 의료와 교육, 쇼핑 등 우리 삶의 다양한 영역에서 혁명적인 변화를 예고하고 있습니다. 원격 진료 시 의사가 환자의 상태를 촉각으로 확인하거나, 학생들이 가상 현장 학습에서 유물의 질감을 직접 느껴보는 일이 가능해집니다. 또한 매장에 직접 가지 않아도 옷의 부드러움이나 가전제품의 소재를 체험할 수 있는 환경이 조성될 것입니다. 이처럼 텔레햅틱은 단순한 데이터 전송을 넘어, 감각의 공유를 통해 디지털 경험의 깊이를 더하고 산업의 패러다임을 바꾸는 중요한 역할을 수행하게 될 것으로 기대됩니다. 하지만 사람의 피부가 느끼는 복합적인 감각을 재현하는 것은 기술적으로 매우 까다로운 과제입니다. 누르고 문지르는 촉감뿐만 아니라 온도의 변화까지 동시다발적으로 발생하는 신호를 실시간으로 분석하고 전송해야 하기 때문입니다. 연구진은 인공지능을 도입해 이러한 복잡한 신호 체계를 학습하고 패턴을 생성하는 연구를 지속하고 있습니다. 머지않아 지구 반대편에 있는 동물의 털을 만지는 것과 같은 섬세한 서비스도 현실이 될 것입니다. 모든 개체와 촉감으로 소통하는 플랫폼의 고도화는 인류의 감각적 교감을 한 단계 높은 차원으로 이끌어낼 것입니다.

한국전자통신연구원ETRI 테크놀로지 리포트

융합
공학·기술