[메타버스 하나] 메타버스에서 촉각, 후각, 미각도 경험한다고?...'리얼 메타버스'에서는 가능해져

메타버스 아바타와 동일한 '오감' 느낄 수 있어
신축성 피부 센서로 메타버스 가상물체도 인지
사람마다 다른 촉감, AI로 개인맞춤형 분석도 가능

 

[편집자 주] "메타버스 하나?" 요즘 친구들을 만나면 자주 묻고 듣는 말이다. 어느새 메타버스가 대세로 떠오른 분위기다. 하지만 아직 메타버스는 정의하기조차 어려운 새로운 영역이기도 하다. AI타임스에서 메타버스 분야를 담당하고 있는 이하나 기자가 메타버스에 대해 하나하나 친절하게 알려주는 코너를 마련했다. 메타버스 기업에 찾아가 "메타버스 어떻게 하나?"라는 질문을 던지며 직접 체험도 해볼 계획이다. 메타버스에 대해 잘 알고 싶다면 한 번 외쳐보자. 메타버스 하나!

 

메타버스가 '리얼 메타버스'로 나아가고 있다.

 

아바타가 경험하는 모든 것을 현재 메타버스에서는 시각과 청각으로만 느낄 수 있다. 이를 확장시켜 촉각, 후각, 미각까지 전부 아바타와 동일하게 느낄 수 있는 가상세계를 리얼 메타버스라 부른다.

 

(사진=셔터스톡)

단, 이를 구현하기 위해선 메타버스에서 적용할 수 있는 고차원적인 인공감각 기술이 적용돼야 한다.

 

하지만 사람은 다양한 유형으로 촉각 수용한다. 압력, 진동, 마찰 등 정보를 조합해 촉각을 느끼기 때문에 메타버스에 활용될 인공감각 시스템을 실제 사람의 감각기관처럼 느낄 수 있게 만들기는 쉽지 않다. 또한, 사람마다 자극을 받아 느끼는 촉각의 강도가 서로 다르기 때문에 개인적인 차이도 존재한다.

 

그럼에도 불구하고, 리얼 메타버스로 다양한 경험을 제공하기 위한 연구가 지속적으로 진행돼 왔다.

 

미국 코넬대학교(Cornell University)에서 메타버스로 사물을 만지는 데 도움이 될 신축성 피부 센서를 개발했다. 미래에 이 피부 센서를 장착한 로봇이 외부 세계와 상호 작용시 느낄 수 있는 촉감 제공에도 큰 도움을 줄 것으로 보인다.

 

작년 11월 엔가젯(Engadget)에서는 코넬대학교 공과대학 기계 및 항공 우주 공학 부교수인 로버트 F. 셰퍼드가 이끄는 연구원들이 이를 개발했다고 전했다.

 

아직 메타버스에서 가상 물체를 만지고, 잡을 때 실생활처럼 완벽하게 모방되지 못할 수도 있다. 그래도 무언가와 접촉했다는 인지는 피부로 느낄 수 있을 것으로 보인다.

 

https://www.youtube.com/watch?v=34ucE36zSCgv 

 

현재 매우 기초적인 수준으로 알려진 이 기술로 만든 프로토타입 장갑은 블루투스, 배터리, 기본 회로가 포함된 3D 인쇄로 구성됐다.

 

저렴한 LED와 염료를 결합, 광섬유 센서를 만들어 굽힘, 압력과 같은 변형을 감지할 수 있는 신축성 있는 피부를 만들었다.

 

장갑에는 각 손가락씩 하나의 투명한 폴리우레탄 코어와 흡수성 염료가 들어 있는 LED 연결 코어를 결합한 신축성있는 도광판이 들어간다.

 

손가락을 구부리거나 압력을 가하여 라이트 가이드를 변형할 때 염료는 공간 인코더 역할을 하며 무슨 일이 중요하게 어디에서 일어나고 있는지에 대해 정확히 불이 켜지고 기록된다.

 

연구원들은 촉각을 제공하기 위해 광섬유를 사용하는 새로운 형태의 신축성 피부 센서 개발에 성공, 온도 등과 같은 요소를 측정시 미묘한 파장 변화를 찾는 실리카 기반 섬유 센서에서 영감을 받은 것으로 알려졌다.

 

메타버스에 적용될 국내 인공감각기술 연구는?

 

최근 국내 연구팀도 메타버스에 적용될 인공감각 시스템을 개발하는 데 성공했다.

 

개발한 시스템은 '인간 피부-신경 모사형 인공 감각 인터페이스 시스템'과 사람마다 다르게 느끼는 촉각을 분석할 수 있는 인공지능(AI) 기술이다.

 

지문구조로 만든 이 감각 시스템은 지난 7월 KAIST 바이오 및 뇌공학과 박성준 교수, 고려대 전자정보공학과 천성우 교수, 한양대 신소재공학부 김종석 박사의 공동 연구팀이 만들었다고 밝혔다.

 

(사진=셔터스톡)

 

피부 내 압력과 진동을 감지해 전기신호로 바꿔주는 '전자피부'를 만들어 지난 6월 국제 학술지 '네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)'에 게재하기도 했다.

 

이를 만들기 위해 실제 사람의 감각신경 신호를 측정한 뒤 이를 함수화했다. 만들어진 시스템을 생쥐에게 적용한 결과, 인공 감각 시스템에서 발생한 신호가 왜곡없이 생체에 전달, 근육반사 작용 같은 생체감각 현상을 구현할 수 있다는 것을 확인했다.

 

20여 종류의 직물과 접촉시킨 뒤 AI 딥러닝해 분석, AI가 직물의 질감을 99% 이상 분류하며, 사람과 동일한 반응을 예측할 수 있는 것도 확인했다.

 

같은 물체라도 누구는 부드러울 수 있고, 누군가에겐 거칠 수 있다. 지난 2월 장재은 DGIST 정보통신융합전공 교수 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 AI를 통해 개인마다 다른 감각의 편차에 대해 분석했다.

 

연구팀은 40여 개 다양한 옷감에 대해 사용자가 느끼는 감각을 AI에 학습시켰고, 그 결과 AI는 정확도 98%로 실제 감각과 유사한 인공감각을 맞출 수 있게 됐다.

 

'아바타 시스템'을 통해 사람마다 다르게 느끼는 물체의 질감에 대한 전기 신호를 분석해 새로운 옷감에 대한 유저의 느낌과 91% 일치하는 인공감각을 구현, 유저가 느꼈던 감각을 바로 파악할 수 있게 됐다.

 

후각과 미각은 기기로 구현…인체에 맞게 점점 더 작아져

 

2017년 6월 일본 기업 바크소(VAQSO)는 메타버스에서 냄새를 느낄 수 있도록 '바크소 VR'(데브 키트)라고 불리는 HMD 기기를 만들어 소개했다.

 

이 기기는 향기 발광 장치로, 밴드형으로 돼있어 다양한 HMD에 장착이 가능하다. 구매시 바다, 불(화약), 숲(잔디), 흙, 우유, 카라멜, 카레, 치킨, 여성, 꽃다발 등에서 총 5가지 종류의 냄새 리퀴드를 선택할 수 있으며, 서로 다른 향으로 카트리지를 교체해 장착하는 것도 가능하다.

 

지난 2011년 싱가포르 국립대학(NUS)의 니메샤 라나싱어(Nimesha Ranasinghe) 박사는 맛의 감각에 의해 자극되는 뇌 영역과 컴퓨터가 직접 상호작용하는 것을 목표로 '디지털 미각 인터페이스'(Digital Taste Interface)에 관한 논문을 공개했다.

 

이는 혀에 전기, 주파수, 열 등 자극으로 가상의 음식과 음료의 맛을 구현하는 방법이다.

 

혀 밑에 전극을 연결해 모든 맛의 기본인 짠맛, 단맛, 쓴맛, 신맛 4가지의 감각을 만들어내도록 연구했다. 비침습적으로 혀를 자극하는 것이 핵심으로 전류를 다양한 레벨로 적용, 온도 또한 다양화함으로써, 맛에 대한 폭을 넓힐 수 있다고 주장했다.

 

또, 전기 신호를 통해 음식 맛을 사람의 미뢰에 보내 두뇌를 속이는 것이 핵심 연구 과제였다고 공개했다. 연구진은 시고, 달고, 쓴 맛은 전기 자극으로부터 얻으며, 맵고 달콤한 맛은 열 자극을 통해서 느낄 수 있음을 발견했다고 전했다.

 

AI타임스 이하나 기자 22hnxa@aitimes.com

 

Copyright © '인공지능 전문미디어' AI타임스 (http://www.aitimes.com/)
무단전재 및 재배포 금지

 

[메타버스 하나] 메타버스에서 촉각, 후각, 미각도 경험한다고?...'리얼 메타버스'에서는 가능해