미니인터뷰(Mini-Interview)
◆ 엘라스틱(ElaStick) 개발의 계기는 무엇인가요?
대다수 가상현실(VR) 컨트롤러의 촉각적 피드백은 진동 모터로 생성한 단순 촉각 자극에 한정해 있으며, 이 기술은 몰입 경험이 크지 않다.
우리는 몰입 경험을 높일 수 있도록 다양한 도전을 했다. 과거, 가상 물체와의 물리적 접촉과 이동 중량 등 실제 감정을 만들기 위해 힘-자극을 사용하는 여러 개 컨트롤러를 개발한 바 있다.
엘라스틱 개발로 우리의 비전을 더욱 확장할 수 있었으며, 이제 물체의 유연한 변형 영역을 두드린다. 제1저자로 참여한 유능 석사과정 학생이 고생을 많이 했다. 이번 논문을 발표하기 위해 쏟은 그의 노고를 치하하고 싶다.
◆ 엘라스틱은 강성 변화에 따른 사용자의 인지 능력을 측정할 수 있나요?
꼭 그렇지는 않다. 논문의 과학적인 부분에서, 사용자가 엘라스틱을 이용해 제시된 서로 다른 물질적 강성을 구별할 수 있는지 확인할 목표로 사용자의 능력을 측정했다. 하지만 엘라스틱 기기 자체가 사용자의 인지 능력을 감지할 수는 없다.
대신 엘라스틱은 입력 동작을 광학적으로 감지할 수 있다. 감지한 데이터를 사용해 VR 시뮬레이션에서 사용자의 행동을 추론하고 가상 객체의 지각된 강성을 조정할 수 있다.
◆ 향후 엘라스틱의 활용 사례는 무엇이 있을까요? 사용 사례의 설명과 함께 간단한 묘사를 부탁드립니다.
이번 연구에서, 우리는 엘라스틱을 게임 컨트롤러로만 이용했으나 향후 엘라스틱의 도메인을 확장할 수 있다고 생각한다.
우리는 디지털 콘텐츠에 매핑된 물리적 자극을 도입함으로써 모든 VR 시뮬레이션의 현실감과 충실도를 높일 수 있다고 믿는다.
현재 폼팩터는 다른 앱을 지원하지 않는다. 하지만 손에 들고 있는 물체의 강성을 인지할 수 있다면, 운전과 의료 훈련 등 시뮬레이션 VR 앱을 개선할 수 있다.
현재 우리는 이번 연구의 적용가능성을 어떻게 확대할 것인가를 두고 다양한 기회를 조사하고 있다.
국내 연구진이 물체의 휨을 비롯한 강성을 고려해 가상현실(VR) 컨트롤러를 개발했다.
한국과학기술원(KAISTㆍ총장 신성철)는 안드리아 비앙키(Andrea Bianchi) 산업디자인학과 교수 연구팀이 VR 속 가상 물체의 강성을 인지할 수 있는 VR 컨트롤러 '엘라스틱(ElaStick)'을 개발, 이 공로를 인정받아 지난달 23일 인간-컴퓨터 상호작용 분야 최우수 국제학술대회 'ACM UIST 2020'에서 최우수논문상을 수상했다고 18일 밝혔다.
강성(Stiffness)은 물체가 외부로부터 특정 힘을 받았을 때 변하지 않는 성질로 외부 힘에 의해 얼마나 잘 늘어나는지 나타내는 정도다. 외력에 따라 늘어나는 스프링이 강성의 대표적 예다.
같은 힘을 가했을 때 더 잘 늘어날수록 강성은 작고, 덜 늘어질 경우 강성이 크다.
연구팀이 개발한 엘라스틱은 컨트롤러의 휨 강성을 실시간 조절해 가상 환경에서 사용자가 가상 물체를 사실적으로 체험할 수 있다.
KAIST는 ACM UIST 최우수논문상의 경우 상위 1% 연구 성과에 주어지는 상이라며, 국내 주관 기관이 최우수논문상을 수상한 것은 이번이 처음이라고 설명했다.
KAIST에 따르면, 기존 VR 컨트롤러 연구는 손에 쥐고 있는 가상 물체의 무게ㆍ모양ㆍ움직임을 표현하는 데 집중하고 있다.
하지만 사용자가 가상 물체를 쥐고 휘두를 때 발생하는 진동이나 갑작스럽게 움직임을 멈출 때 생기는 반동 등을 재현하는 데 한계가 있었다.
이 문제를 해결하고 높은 수준의 동역학적 반응을 제공하기 위해 물체의 모양, 크기, 재질 등과 관련한 물체 강성을 고려해야 한다.
연구팀이 개발한 엘라스틱은 모든 방향으로 휘어지는 구조물에 4개 케이블을 연결한 뒤 활용한다. 각 케이블의 물질 조성을 조절해 전체 컨트롤러의 휨 강성 조절을 할 수 있다. 연구팀은 이 기술을 적용해 가상 환경 속에서 다양한 모양ㆍ크기를 가지는 가상 물체를 사실적으로 구현했다.
연구팀은 가상 물체를 재현했을 때 VR 경험의 사실감ㆍ몰입감ㆍ즐거움을 향상시킬 수 있다는 것을 실험을 통해 확인했다고 설명했다.
안드리아 교수는 "엘라스틱은 향후 원격 로봇수술, 의료수술, 게임 등 다양한 가상 환경에서 실용적이면서도 상업적 활용 가치를 기대할 수 있다"고 말했다.
