기사 원문(동아사이언스 2024.10.15)


공간이 제한된 실내에서 가상 공간을 걸어 다니며 자유롭게 탐험하려면 특별한 장치가 필요하다. 국내 연구팀이 기존 360도 트레드밀(러닝머신)을 개선해 사용자가 실제 지면을 걷는 감각을 느낄 수 있는 차세대 메타버스 보행 장치를 개발했다.


광주과학기술원(GIST)은 윤정원 융합기술학제학부 교수 연구팀이 세계에서 가장 빠르고 얇은 '헬리컬 변속구동 360도 트레드밀'을 개발하는 데 성공했다고 15일 밝혔다. 연구결과는 14일부터 18일(현지시간)까지 아랍에미리트(UAE) 아부다비에서 개최되는 국제로봇학회 'IROS 2024'에서 17일 발표될 예정이다.


보통 러닝머신으로 불리는 일반 트레드밀은 한 방향으로만 보행할 수 있지만 360도 트레드밀은 사용자의 보행 속도, 방향을 실시간으로 파악해 사용자를 기준 위치에 계속 유지할 수 있도록 한다. 가상 현실에서 구현된 공간을 자유롭게 다녀도 현실에서 다른 사물과 부딪치지 않도록 할 수 있는 기술이다.


연구팀은 기존 360도 트레드밀에 특수 헬리컬 기어를 적용해 2차원 무한 지면을 구현하는 260도 트레드밀을 개발하는 데 성공했다. 헬리컬 변속 구동은 나선형 기어 구조로 동력을 전달해 소음이 적고 동력 전달 성능이 높다.


성능 테스트 결과 모션 인식 성능이 기존의 속도 2㎧, 가속도 1.5㎨에서 각각 4㎧, 5㎨로 2배 이상 향상됐다. 모션 인식 성능이 높으면 달리기 등 더 빠른 움직임도 인식할 수 있다. 50cm가 넘었던 발판 두께도 일반 러닝머신 수준인 24cm로 얇아져 낙상 위험도 줄었다. 가정에서도 쉽게 설치할 수 있다는 설명이다.






전 세계 빅테크 기업들이 가상 공간에서 보행 경험을 할 수 있는 플랫폼 기술을 개발하고 있다. 가장 최근에 발표된 미국 디즈니의 '홀로타일(Holo-tile)'은 바닥에 배치된 디스크들이 회전하면서 사용자의 보행 속도를 쫓는다. 


연구팀은 "소형 디스크를 사용하는 홀로타일은 실제 지면과 차이가 크고 모션 인식 성능이 낮아 고속으로 움직일 때 적합하지 않다"며 "360도 트레드밀은 벨트를 통해 지면을 모사하기 때문에 실제 지면과 거의 같은 감각을 사용자에게 전달할 수 있다"고 설명했다.


윤 교수는 "메타버스 세계에서 실제 보행을 할 수 있는 장치에 대한 수요가 증가하고 있다"며 " 초박형 초고속 360도 트레드밀은 가상 환경에서의 자연스러운 보행을 위한 현실적이고 직관적인 사용자 경험을 제공하는 원천기술"이라고 설명했다.


이어 "환자와 노약자에게 안전하고 효과적인 재활 및 치료, 재난 상황 재현을 상정한 가상 현실 교육 및 훈련, 더욱 생생한 경험을 제공하는 경쟁력을 갖춘 혁신적인 엔터테인먼트 및 게임 산업 모델을 제시할 것으로 기대된다"고 전했다.


연구팀이 개발한 트레드밀은 전남 영광 e-모빌리티 엑스포에 초청받아 오는 17일부터 20일까지 4일간 전시된다.