VR·AR 몰입도 높이는 피부 밀착형 센서 개발

고려대 세종캠퍼스 안준성 교수 연구팀,
국제 재료과학 분야 국제 저널에 게재… Inside Back Cover 선정

(왼쪽부터) 고려대 세종캠퍼스 제어계측공학과 안준성 교수, KAIST 기계공학과 박인규 교수, KAIST 기계공학과 안지현 박사과정.

ⓒ고려대 세종캠퍼스

［충북일보］ 가상현실(VR) 및 증강현실(AR) 환경에서 몰입도를 대폭 향상시킬 수 있는 피부 밀착형 동작 센서가 개발됐다.

고려대학교 세종캠퍼스 제어계측공학과 안준성 교수와 KAIST 기계공학과 박인규 교수·안지현 박사과정 연구팀이 가상현실(VR) 및 증강현실(AR) 기술의 몰입도를 대폭 향상시킬 수 있는 피부 밀착형 동작 센서를 개발했다.

12일 고려대 세종캠퍼스에 따르면 해당 연구는 국제 재료과학 분야 국제 저널 Advanced Functional Materials (Impact Factor 18.5, JCR 4.1%)에 게재됐으며, Inside Back Cover로 선정됐다.

연구진이 개발한 센서는 'SCMF(Skin-Conformal Motion monitoring Film)'로, 이 기술은 VR·AR 환경에서 사용자의 신체 움직임을 더욱 정밀하게 추적할 수 있어 몰입감을 극대화한다. 센서는 정전용량 기반으로 관절의 굽힘과 근육의 신장을 감지하며, 기존의 카메라 기반 추적 방식이 가진 조명 변화나 시야 가림의 문제를 극복했다.

몰입형 VR/AR 센서 연구개요도.

ⓒ고려대 세종캠퍼스

센서의 접착력 향상 기술도 주목된다.

연구진은 접착층에 Polyethylenimine Ethoxylated (PEIE)를 적용하고 엘라스토머 표면에 미세 주름을 형성함으로써 기존 소재 대비 5.3배 이상 향상된 접착력(0.0218 N/mm)을 확보했다. 이로 인해 땀, 먼지, 반복 사용 환경에서도 안정적인 센서 부착과 신호 측정이 가능해졌다.

해당 센서는 손가락, 팔꿈치, 어깨 등 주요 상체 관절 부위에 부착해 운동 자세를 모니터링하거나 손의 미세한 움직임을 실시간 추적할 수 있다.

실제로 연구진은 VR 환경에서 야구 투수의 구종을 분류하고, AR 환경에서는 스마트폰과 연동해 헬스 운동 자세를 실시간 분석하고 피드백을 제공하는 시스템을 구현했다. 이 시스템은 1D 및 2D Convolution Neural Network (CNN) 딥러닝 알고리즘을 통해 최대 99%의 분류 정확도를 기록했다.

연구를 지도한 안준성 교수는 "이번 연구는 소재부터 딥러닝 알고리즘, 몰입형 시스템까지 전반을 유기적으로 통합한 결과"라고 밝혔다.

이번 연구는 안준성 교수(제1교신저자)와 박인규 교수(공동 교신저자), 그리고 안준성 교수의 동생인 안지현 박사과정이 공동으로 수행한 것으로, 가족이자 사제지간인 연구진 간의 협업으로 주목을 받고 있다. 안준성 교수는 박인규 교수의 제자 출신이며, 안지현 박사과정은 현재 박인규 교수의 지도 아래 박사학위 연구를 수행 중이다.

한편, 본 연구는 과학기술정보통신부의 지원을 받아 한국연구재단 중견연구자지원사업(2021R1A2C3008742), 우수신진연구자지원사업(RS-2025-00523026), 산업통상자원부와 한국산업기술평가원(KEIT)의 알키미스트 프로젝트(1415179744, 20019169), 산업통상자원부와 한국산업기술평가원(KEIT)의 '자유형상 고집적 융복합센서를 위한 유연인장 하이브리드 센서 플랫폼 기술 개발'(RS-2022-00154781)의 지원으로 수행됐다.

세종 / 김금란기자