[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = 국내 연구진이 LED 광신호를 이용해 다양한 진동 자극을 만드는 기술을 개발했다.

위치에 따라 다른 촉감을 낼 수 있고 광원(光源) 가격을 획기적으로 절감하며 크기도 줄일 수 있어 향후 자동차, 전자기기 등 다양한 분야에 접목할 수 있을 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 3일 LED로 다양한 진동을 구현하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

LED 기반 필름형 햅틱 디스플레이의 구성과 동작원리[사진=ETRI] 2021.03.03 memory4444444@newspim.com

햅틱(Haptic) 기술은 촉각으로 사용자와 교감할 수 있는 인터페이스 기술이다. 터치스크린 기기와 원격 작업의 확산에 따라 스마트폰 진동뿐 아니라 가전, 의료기기, 게임 등 적용 분야가 많아지면서 정밀성과 안전성을 갖춘 기술 수요가 높아지는 추세다.

대표적인 햅틱기술의 적용사례로 스마트폰이나 태블릿 화면의 진동이 있다. 현재 상용화된 기술은 기기 전체가 모노 스피커와 같이 떨린다.

때문에 화면에 여러 손가락을 다른 위치에 대더라도 모두 같은 진동이 느껴진다.

ETRI가 개발한 기술은 손가락의 위치에 따라 모두 다른 진동이 느껴지도록 만들어주는 기술이다. 온라인 쇼핑에서 상품의 재질감을 느끼는 등 여러 손가락을 동시에 활용하는 환경에 최적화될 전망이다.

현재 스마트폰이나 게임패드 등에는 모터에 달린 무게추의 움직임으로 진동을 만들어내고 있다. 기기 전체에 같은 진동효과가 전달돼 부분별로 세밀한 촉감을 구현할 수 없는 단점이 있다.

연구팀은 낮은 출력의 광신호를 진동으로 변환하는 기술을 개발했다.

이를 통해 고가의 레이저 광원 대신 가격 수준이 1만분의 1에 불과한 소형 LED를 여러개 사용해 각각 독립적으로 진동을 만들어내는 디스플레이를 제작할 수 있다.

이 기술은 빛에너지를 흡수해 열에너지로 전환하는 원리를 이용한다. 광-열 변환층이 코팅된 특수 필름에 빛을 쬐면 가열·냉각과 함께 소재의 열팽창율에 따라 필름이 변형·회복되면서 진동을 만드는 방식이다.

연구팀은 기술을 활용해 1㎠ 단위로 9개의 구역을 가진 3x3 형태의 LED 배열을 만들어 각각의 구역에서 넓은 주파수 대역의 정밀한 진동 표현이 가능함을 기술적으로 증명해냈다. 향후 본 크기는 대면적화도 쉽게 가능하다.

연구팀은 빛에너지에서 진동으로의 변환 효율을 높여 사람이 느끼기에 충분한 세기의 진동을 만들면서도 전력 소모를 줄이는 후속 연구를 계획중이다.

ETRI 신형철 휴먼증강연구실장은 "많은 정보를 촉감으로 전달할 수 있는 원천 기술로 실용화 연구를 통해 시각장애인 등 정보 취약계층 지원에도 널리 쓰일 전망"이라고 말했다.

이 기술은 지난달 10일 미국 화학회(ACS) 주요 학술지 표지 논문으로 게재되며 기술력을 널리 인정받았다. 

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