한양대·서울시립대·성균관대, ‘전신 촉각 슈트’ 개발

왼쪽부터 황진희 한양대 석·박사통합과정생(제1저자), 김정희 한양대 교수(공동 교신저자), 박동욱 서울시립대 교수(공동 교신저자), 정예환 한양대 교수(교신저자).

한양대학교 융합전자공학부 정예환·김정희 교수 연구팀이 서울시립대 박동욱·김선홍 교수 연구팀, 성균관대 유재영 교수 연구팀과 함께 ‘전신 의복형 경량 전기 촉각 슈트(TESS)’를 개발했다. 이 슈트는 가상현실(VR)과 증강현실(AR) 환경에서 실제와 비슷한 촉각을 전신에 전달하고, 신경 자극 기반 치료 기술에도 활용될 수 있다.

최근 메타버스와 확장현실(XR) 등 몰입형 콘텐트 시장이 커지면서 시각·청각을 넘어 촉각이 차세대 인터페이스 요소로 주목받고 있다. 그러나 기존 햅틱 장치는 무겁고 딱딱한 모터 구조나 두꺼운 소재에 의존해 착용감이 떨어지고, 인체 움직임을 정밀하게 반영하는 데 한계가 있었다.

공동 연구팀은 탈수 저항성이 높은 전도성 하이드로젤과 은(Ag) 기반 섬유 침투형 인터커넥터를 폴리우레탄 섬유와 결합한 신축성 전자 소재 플랫폼을 개발했다. 이를 통해 일상 의복과 비슷한 착용감과 밀착성을 확보하고, 땀과 움직임이 있는 환경에서도 전기 촉각 신호를 안정적으로 전달할 수 있도록 했다.

연구팀은 신체 부위별 피부 임피던스 차이, 개인별 체형, 동작에 따라 달라지는 의복 압력을 반영하는 적응형 촉각 피드백 시스템도 구현했다. 이를 통해 사용자 맞춤형 정밀 자극을 전신에 안정적으로 제공할 수 있게 했다.

이 슈트는 피부에 미세한 전기 자극을 가해 질감·압력·터치감을 구현하는 전기 촉각(Electro-tactile) 방식을 기반으로 한다. 사용자는 VR·AR 환경에서 가상의 물체를 실제처럼 느낄 수 있다.

연구팀은 “이번 기술은 기존 햅틱 시스템의 무게와 강성, 확장성 한계를 보완한 플랫폼 기술”이라며 “경량·유연 전자 의복 기반 전신 촉각 인터페이스는 피지컬 AI, 원격 정밀 수술, 로봇 훈련, 디지털 치료제 분야에서 활용될 수 있다”고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 인공지능 반도체 우수인재양성사업(정보통신기술기획평가원, IITP), 한국연구재단(NRF), 교육부 및 서울특별시 서울RISE센터, 한양대학교의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 5월 28일 온라인 게재됐다.

논문 ‘A Lightweight Durable Full-Body Electrical Stimulation Suit for Haptic Feedback and Therapeutic Applications’에는 황진희 한양대 석·박사통합과정생, 김선홍 서울시립대 교수, 김주환 서울시립대 박사, 유재영 성균관대 교수가 공동 제1저자로 참여했다. 김정희 한양대 교수, 박동욱 서울시립대 교수, 정예환 한양대 교수가 교신저자로 참여했다.