모든 사용자가 동일한 촉감을 경험할 수 있는 가상 촉각 구현 기술이 개발되었습니다.기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단 박장웅 교수 연구팀이 디스플레이에 일관된 촉각을 제공하는 기술을 개발했다.

이번 연구는 연세대학교 세브란스병원 동료들과 공동으로 진행됐다.그것은출판됨~에네이처커뮤니케이션즈2024년 8월 21일.

촉각 렌더링 기술이라고도 알려진 가상 햅틱 구현 기술은 촉각을 시뮬레이션하는 방법 및 시스템을 말합니다.가상 환경.이 기술은 가상 사물과의 물리적 접촉감을 만들어 사용자가 사물이 디지털임에도 불구하고 마치 실제 사물과 상호 작용하는 것처럼 질감, 형태, 힘을 느낄 수 있도록 하는 것을 목표로 합니다.

이 기술은 가상 현실(VR)과 증강 현실(AR) 영역에서 사용이 증가하고 있으며, 가상 세계와 실제 세계 사이의 격차를 해소하기 위해 시각 및 청각 신호와 함께 사용됩니다.

특히, 물리적인 진동이 아닌 전기적 자극을 통해 촉감을 발생시키는 전기촉각 시스템이 차세대 촉각 렌더링 기술로 주목받고 있다.촉각 감각은 피부에 있는 촉각 감각 세포인 기계적 수용체에 의해 매개됩니다.촉각정보전기 신호의 형태로 뇌에 전달됩니다.

전기촉각 시스템은 이러한 전기 신호를 인위적으로 생성하여 촉각을 시뮬레이션합니다.전류밀도와 주파수를 조절하여 정확하고 다양한 촉각경험을 만들어 낼 수 있습니다.

잠재력에도 불구하고 기존 전기촉각 기술은 특히 안전성과 일관성 측면에서 문제에 직면해 있습니다.피부 접촉 압력의 변화는 불안정한 촉각을 유발할 수 있으며, 높은 전류를 사용하면 안전 문제가 발생합니다.IBS 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 투명 압력 보정 간섭 전기촉각 액츄에이터(TPIEA)를 개발했습니다.

TPIEA는 전기촉각을 생성하는 전극 부분과 손가락 압력을 조절하는 압력 센서 부분의 두 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.연구진은 인듐 주석 산화물 기반 전극에 백금 나노입자를 적용해 전극의 임피던스를 크게 줄였다.

이는 기존 전극에 비해 임피던스를 낮췄을 뿐만 아니라 약 90%에 달하는 높은 투과율을 달성했다.통합된 압력 센서는 사용자가 디스플레이를 터치하는 방식에 관계없이 일관된 촉각 피드백을 경험할 수 있도록 보장합니다.

또한 연구팀은 촉각 감각을 정량화하기 위해 체성감각유발전위(SEP) 테스트를 실시했다.전기촉각 자극의 전류 및 주파수 변화에 대한 사용자의 체성감각 시스템의 반응을 조사함으로써 촉각 감각을 정량적으로 차별화하고 표준화할 수 있었습니다.

연구팀은 전류 밀도와 주파수에 따라 머리카락과 유사한 것부터 유리와 유사한 것까지 9가지 이상의 서로 다른 유형의 전기촉각 감각을 성공적으로 구현했습니다.전기 자극.팀은 TPIEA가 스마트폰 디스플레이와 통합되어 복잡한 촉각 패턴을 안정적으로 생성할 수 있음을 추가로 시연했습니다.

또한 이번 연구는 전기촉각 기술 영역에 간섭 현상을 도입했습니다.간섭 현상은 두 전자기장이 겹칠 때 발생하는 주파수와 진폭의 변화와 관련이 있습니다.

이를 통해 연구자들은 동일한 강도의 전기 촉각 감각을 이끌어 낼 수 있었습니다.전류 밀도이는 이전에 요구된 것보다 30% 낮고 촉각 해상도가 약 32% 향상되었습니다.이 연구는 Teslasuit를 포함한 현재 전기촉각 기술 중 최고 수준의 촉각 해상도를 보여줍니다.

박장웅 책임연구원은 “이번 전기촉각 기술을 통해 효과적으로 융합할 수 있다”고 말했다.시각정보촉각 정보가 포함된 디스플레이에서.우리는 이 연구 결과가 간섭 자극을 기반으로 하는 다양한 AR, VR 및 스마트 장치 애플리케이션 전반에 걸쳐 사용자와 장치 간의 상호 작용을 크게 향상시킬 것으로 기대합니다."