서로 멀리 떨어진 곳에 있는 사람들이 하나의 가상공간에서 가상의 물체를 실제처럼 보고 손으로 조작할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 로봇연구단 박정민 박사팀은 가상공간과 실제공간 간의 차이가 5 mm로 몰입감이 우수한 가상현실공간을 개발했다고 최근 밝혔다. 세계 최고 수준으로 알려진 기존 기술의 공간 차이가 10 mm였던 것을 대폭 개선한 것으로 높은 몰입감을 제공해 현실처럼 가상물체의 조작이 가능하다.

가상물체를 실 물체처럼 직접 손으로 조작(잡기, 들기, 움직이기 등)하는 기술은 훈련 및 교육 애플리케이션이나 의료용 시뮬레이터 등 다양한 응용분야에서 직관적인 사용자 인터페이스로 활용될 것으로 기대를 모으고 있다.

가상공간에서 실감나는 몰입감을 제공하기 위해선 현실공간에서의 사용자나 물체의 움직임을 가상공간에 반영하고, 가상공간 내 가상물체의 공간에 대한 정보를 실제 현실공간에 있는 사용자에게 나타낼 수 있어야 한다. 사용자가 가상공간과 물리적으로 상호작용하기 위해 현실공간과 가상공간을 정합하는 기술이 필요한 것이다. 



현실-가상공간 정합기술은 가상공간과의 물리적 상호작용을 위해 반드시 필요한 필수 핵심 기술이지만, 아직까지  완전한 가상공간과 현실공간과의 정합에 대한 연구가 진행된 바 없으며, 응용분야에 따라서 제한적인 방법으로 이를 보완하고 있는 실정이다. 예를 들어 가상공간에 사용자의 아바타를 제시하고 이를 사용자가 조작하도록 하는 방법, 또는 실제 공간에 마커를 배치, 실제 공간 영상에 가상물체를 올려놓도록 하는 증강현실 방법 등이 연구된 바 있지만, 사용자가 존재하는 실제공간과는 완전히 별개로 구성되는 완전 가상공간에 정합하는 방법에 대한 연구는 전무했다.

연구진은 거울을 이용해 디스플레이를 비추는 영상을 얻고 각각의 센서-디스플레이 쌍에 대해 거울을 이용한 센서 변수 및 자세를 추정해 현실공간과 가상공간이 일치하는 정합 결과를 얻는 기술을 개발했다고 밝혔다.

평면 입체 디스플레이와 RGBD 센서인 키넥트(Kinect)를 사용해 색상과 깊이를 이용하는 이 기술은 가상공간 구성비용이 저렴하고 보급형 출력장치인 3D TV와 같은 평면 입체 디스플레이를 사용하므로 손쉽게 몰입형 가상공간을 구축할 수 있다. 현실처럼 가상공간에서 상호작용이 가능하고 몰입감이 뛰어나 산업용으로나 일반 사용자용 및 다양한 새로운 서비스 창출이 가능할 것으로 예상된다. 네트워크를 통해 여러 사용자가 하나의 확장 공간을 공유, 같은 가상 물체와 동시에 사용할 수 있도록 했다.

연구책임자인 박정민 박사는 “이미 널리 보급된 입출력 장치를 사용하므로 다양한 가상현실 관련 산업을 견인하는 기술 파급 효과가 클 것으로 예측된다”며 “네트워크를 통해 멀리 떨어진 곳에 있는 사람이 실제처럼 만나 함께 일하고 놀이할 수 있는 공간이 마련되므로 신서비스 창출에 기여할 수 있을 것”이라고 전했다.

이 연구는 미래창조과학부 ‘현실과 가상의 통합을 위한 인체감응솔루션’ 글로벌 프런티어사업의 지원으로 개발됐다.