▲ 안경식디스플레이(HMD)

안경식 디스플레이를 쓰고 가상세계로 들어가서, 내가 움직이는 손동작만으로 가상 정보를 직접 선택하고, 펼쳐보고, 확대하고, 움직일 수 있다면, 영화에서 보았던 상상 속 가상현실이 보다 현실로 다가올 수 있지 않을까?

미래창조과학부 글로벌프런티어사업 실감교류인체감응솔루션 연구단은, 이를 가능하게 하는 현실세계와 가상공간을 하나로 연결하는 ‘안경식 디스플레이’(HMD*)와 근육의 신호를 사용하여 사용자의 운동의도를 실시간 예측하는 ‘피부 근전도 센서(sEMG**) 및 인식 기술’을 개발하였다.

* HMD: Head Mounted Display / ** sEMG: surface Electromyogram

두 장치 모두, 기존 한계를 뛰어넘는 간편하면서도 매우 혁신적인 장치라는데 차별성이 있다.

안경식 디스플레이(HMD)는, 기존 장치들이 모두 머리에 벨트를 둘러 고정해야 할 만큼 두껍고 큰 부피이며 무거운 반면, 작고 가벼워 안경 형태로 착용할 수 있을 정도로 휴대가 용이하다.

또한, 소형 경량의 렌즈로도 기존 제품과 동일한 시야각을 확보하였으며, 현실과 가상 시야가 완전히 겹치는 ‘비디오 시스루’ 방식도 가능하여 영화, 게임 등에 활용 시 보다 몰입도 높은 가상현실 체험이 가능할 전망이다.

피부 근전도(sEMG) 센서는 밴드 형태로 팔뚝에 착용하면 손과 손가락의 운동패턴을 미리 인식할 수 있고, 함께 탑재된 관성센서를 사용하면 사용자 팔의 이동량을 동시에 측정할 수 있다.

즉, 허공에서 손동작만으로 컴퓨터 화면에 글씨를 쓰거나, 멀리 떨어진 로봇 팔을 움직이고, 스포츠선수의 움직임을 실시간으로 측정하여 교정하는 일 등이 가능하다.

위의 두 장치는, 현실세계와 가상공간을 하나로 연결한 새로운 현실(확장공간)을 창조하기 위한, 모바일 환경에서도 사용할 수 있는 새로운 착용형 디스플레이 장치와 착용형 사용자 입력장치로, 한국과학기술연구원 박지형 박사팀과 김기훈 박사팀과의 협업 연구를 통해 개발되었다.

실감교류인체감응솔루션연구단은, 현실–가상–원격 공간을 하나로 결합한 ‘실감교류 인체감응 확장공간’을 구축하고, 다양한 감각을 양방향으로 전달할 수 있는 신개념 착용형 사용자 인터페이스 장치들을 사용하여 접속함으로써 네트워크로 연결된 원격 사용자들이 한 곳에 모인 것처럼 서로 소통하고 인터랙션 및 협업할 수 있는 공존현실을 구현하기 위한 연구를 추진하고 있다.

현재 가상현실 시장은 오는 2020년 약 3900억 달러, 2030년에는 1조 4367억 달러 규모가 될 것으로 예상되고 있다.

안경식 디스플레이(HMD) 자체만으로도 2018년이면 판매량이 전 세계적으로 2,500만대에 달할 것으로 예상되는 가운데 피부 근전도 센서(sEMG)가 부가적으로 연결되어 헬스, 게임 산업 쪽에 응용된다면 이러한 신흥 시장에서 확실한 주도권을 잡을 수 있을 것으로 기대된다.

또한 피부 근전도 센서(sEMG)만으로도 맞춤형 체형 진단 서비스, 의수, 의족 등의 재활의료기기 제어, 지능형 로봇의 원격제어 등 활용 분야가 무궁무진한 원천성을 지니고 있다.