연구
< (왼쪽부터) 산업디자인학과 안드리아 교수, 김명진 박사과정 >
우리 대학 산업디자인학과 안드리아 비앙키(Andrea Bianchi) 교수 연구팀이 회전하는 원판을 활용한 6-자유도 햅틱 컨트롤러를 개발했다고 12일 밝혔다.
비앙키 교수 연구팀은 마이크로소프트(Microsoft Research)와 협업해 움직이는 물체의 이동 속도, 방향과 두께감을 표현하는 `SpinOchhio(스피노키오)' 컨트롤러를 개발했다. 이 컨트롤러는 한 쌍의 회전 원판과 피버팅(2차적 축 회전) 메커니즘을 활용해 가상 환경(VR Environment)에서 사용자가 엄지와 검지로 쥐고 있는 물체가 손가락 사이를 지나가는 속도, 방향과 두께의 감촉을 사실적으로 체험할 수 있게 한다.
산업디자인학과 김명진 박사과정이 제1 저자로 참여한 이번 연구는 지난 5월 4일에 `ACM CHI 2022 (2022 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems)' 국제학회에서 발표됐다. (논문명: SpinOcchio: Understanding Haptic-Visual Congruency of Skin-Slip in VR with a Dynamic Grip Controller)
기존의 가상현실(VR) 컨트롤러는 가상 물체와의 상호작용을 표현하는 방법으로 진동 피드백만을 활용해, 손에 쥔 물체의 움직이는 속도, 방향, 또는 두께감에 대한 촉감 피드백을 표현하는 데에 한계가 있었다.
< 그림 1. 스피노키오 컨트롤러 사용 시 손가락 움직임과 표면 움직임 방향 >
< 그림 2. 스피노키오 컨트롤러 이미지 및 구조 >
손가락으로 쥐고 있는 가상 물체의 움직임과 다양한 두께감을 사실적으로 재현하기 위해서는 각 손가락에 닿는 표면의 움직임과 표면 간의 거리를 고려해야 한다. 연구팀이 개발한 `스피노키오'는 한 쌍의 피버팅 하는 회전 원판을 엄지와 검지 각 손가락 끝에 접촉하게 함으로써, 손가락 사이에 있는 물체가 다양한 방향으로 미끄러지거나 회전하는 감각을 재현한다. 또한 연구팀은 두 원판 간의 거리를 조절함으로 가상 환경에서 실시간으로 다양한 물체의 두께와 형태의 촉감을 구현했다. 엄지와 검지 각 손가락 끝에 접촉한 표면의 움직이는 방향(1), 속도(2)와 폭(3)을 개별적으로 제어하여 `스피노키오'는 총 6-자유도 햅틱 피드백을 구현한다.
< 그림 3. 스피노키오를 활용한 VR 애플리케이션 예시 1(VR 도예 어플리케이션) >
< 그림 4. 스피노키오를 활용한 VR 애플리케이션 예시 2(VR 도르래 어플리케이션) >
연구팀은 `스피노키오'를 활용해 표면의 움직임의 방향 변화에 대한 사용자들의 인지능력을 측정했고, 가상 물체를 재현했을 때 가상현실의 시각적 피드백이 촉각 피드백 인지에 큰 영향을 끼치는 것을 실험적으로 확인했다.
`스피노키오'의 활용 예시로 연구팀은 가상 환경에서 사용자가 손가락으로 힘을 주어 물체를 집어 올리거나 잡아당기거나 꼬집어 변형시키는 상호작용과 더불어 힘을 빼고 물체를 쓰다듬거나 떨어뜨리는 등 다양한 물체와의 상호작용을 제안했다.
연구를 주도한 안드리아 비앙키 교수는 "이번에 개발한 스피노키오는 이전과 달리 사용자가 움직이는 가상의 물체를 입체적으로 손으로 쥐는 햅틱 경험을 구현한 특징이 있으며, 3D 모델링 작업과 가상 교육 환경 등에 특히 응용되어 산업적 가치를 지닌다ˮ라고 설명했다.
한편 이번 연구는 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.
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연구 배터리 부담없이 초고해상도 AR·VR 구현 가능성 제시
해상도는 높이고, 전력은 거의 쓰지 않는 새로운 디스플레이 기술이 나왔다. 한국 연구진이 색을 유지할 때 전력을 거의 쓰지 않으면서, 픽셀 하나가 스스로 색을 바꿔 다양한 색을 표현하는 ‘모노픽셀(monopixel)’ 구조를 구현해, 배터리 부담 없이 더 선명한 AR·VR 디스플레이를 만들 수 있는 길을 열었다. 우리 대학은 전기및전자공학부 송영민 교수 연구팀이 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철) 정현호 교수팀과 함께, 전기를 이용해 색이 변하는 물질(전기 변색 소재)을 활용해 적은 전력으로 색을 구현하는 새로운 모노픽셀 기술인 ‘재구성가능한 저전력 반사형 모노픽셀(reconfigurable Gires–Tournois resonator, 이하 r-GT)’을 개발했다고 29일 밝혔다. 디스플레이는 더 선명한 화면을 만들기 위해 픽셀을 점점 작게 만들고 있다. 하지만 픽셀이 작아질수록 전력 소모가 커지고, 빛이
2026-03-30 -
행사 메타버스대학원, 'IEEE VR 2026'서 논문 12편 구두 발표… 글로벌 XR 기술력 '입증'
우리 대학 메타버스대학원은 오는 3월 23일부터 25일까지 대구 EXCO에서 개최되는 '제33회 IEEE 가상현실 및 3D 사용자 인터페이스 국제 컨퍼런스(IEEE VR 2026)'에서 총 12편의 논문을 구두 발표한다. 1993년 시작된 IEEE VR은 XR분야에서 가장 공신력 있는 학술대회로, 전 세계 산학연 전문가들이 모여 최첨단 시각화 및 상호작용 기술을 논의하는 자리다. 이번 학술대회에서 KAIST는 전 세계 연구기관 중 HKUST(홍콩과기대학)에 이어,두 번째로 많은 총 12편의 논문을 발표한다. 특히 저자별 논문 발표 수 순위에서는 KAIST 메타버스대학원 우운택 교수가 총 11편의 논문을 발표하며 전 세계 연구자 중 최다 발표 1위에 올랐다. 이와 함께 KAIST의 김두영·윤보람·하태욱·송하일 등 소속 연구자들도 상위권에 대거 포진하며 XR분야의 독보적인 연구 역량을 입증했다. KAIST 연구진이 이번에 선보이는 기술들은
2026-03-16 -
연구 '멀리 있어도 함께 있는 것처럼' 감성 소통 XR기술로 들어가다
KAIST·국제 연구진이 원격지의 사람들을 마치 한 공간에 있는 것처럼 연결하고, 표정과 감각까지 공유할 수 있는 차세대 가상 소통 기술의 가능성을 제시했다. KAIST(총장 이광형)는 메타버스대학원 우운택 교수 연구팀은 KI AR연구센터, 캐나다 캘거리대(University of Calgary) 김강수 교수팀, 미국 서던캘리포니아대(University of Southern California) 조나단 그래츠(Jonathan Gratch) 교수팀과 공동 연구를 진행하며, 현실과 가상의 경계를 허물고 사람 간의 소통 방식을 감성적으로 확장하는 확장현실(XR) 기술 연구 성과를 잇따라 발표했다고 7일 밝혔다. 연구팀은 ‘시공간을 넘어 서로의 경험을 확장하고 공유하는’ 현실–가상 융합의 미래를 구체적으로 보여주었다. 예를 들어, 제안하는 기술들이 기반이 되어 XR 기기 및 컴퓨팅 기술이 더욱 발전한다면, 대전에 있는 사용자가 뉴욕
2025-11-07 -
행사 Mixed Reality 콘서트 개최, 기술과 예술의 경계를 넘다
우리 대학 산업디자인학과 안드레아 비앙키 교수팀은 지난 2024년 5월 9일, KAIST 본원 산업디자인학과동(N25동) 1층 테라스에서 Mixed Reality 콘서트를 개최했다. 이번 행사는 음악과 첨단 기술의 융합을 통해, 기존 공연 예술의 경계를 확장하고 새로운 감각적 경험을 제안하기 위한 실험적 프로젝트의 일환으로 기획되었다. 콘서트에서는 클래식, 일렉트로닉, 재즈 등 다양한 장르의 음악을 XR(eXtended Reality, 확장 현실) 기술을 통해 재해석하고, 시청각적 몰입감을 극대화한 새로운 형태의 무대 경험을 선보였다. 특히, 가상현실(VR), 증강현실(AR), 혼합현실(MR) 요소를 실시간으로 결합하여, 현실 공간과 디지털 콘텐츠가 공존하는 무대를 연출하였다. 공연은 KAIST 재학생 및 교직원, 외부 초청 관객 등 다양한 층의 참여 속에서 진행되었으며, 관객들로부터 “기술과 예술의 이상적인 융합”, “무대와 관객이 하
2025-06-05 -
연구 ‘로봇스케치’ 도쿄 데뷔, 최우수 심사위원상 수상
VR 헤드셋을 쓴 디자이너(산업디자인학과 이준협 박사)가 태블릿과 펜으로 아무 것도 없는 가상 공간 속에서 유려한 입체 형태와 복잡한 관절 구조를 가지는 4족 거미 로봇을 단 몇 분 만에 그려서 완성했다. 디자이너가 컨트롤러를 조작하자 움직이던 거미 로봇이 일어나 2족 휴머노이드 로봇으로 자세를 수정하고 두 발을 짚고 걸음을 내딛기 시작했다. (2024 시그래프 아시아 리얼타임 라이브의 KAIST 로봇스케치 시연 장면) 우리 대학 12월 6일 도쿄 국제 포럼에서 열린 ‘시그래프 아시아 2024’의 하이라이트인 리얼타임 라이브(Real-Time Live!)에서 산업디자인학과 배석형 교수팀이 기계공학과 황보제민 교수팀과 협업하여 개발한 ‘로봇스케치(RobostSketch)’ 기술이 최우수 심사위원상(Jury’s Choice)을 수상했다고 9일 밝혔다. ‘시그래프 리얼타임 라이브’는 컴퓨터 그래픽스 및
2024-12-09