햅틱스는 인간의 촉각 경험을 컴퓨터와 기계 시스템을 통해 인공적으로 재현하는 학문입니다. 본 연구실은 촉감의 본질을 이해하고, 이를 정밀하게 측정·분석하여 컴퓨터 내에서 현실감 있게 재현하는 기술 개발에 집중하고 있습니다. 촉감은 단순히 피부에 닿는 감각을 넘어, 근육과 관절, 신경계의 복합적인 상호작용을 포함합니다. 이를 위해 연구실에서는 실제 물체의 강성, 마찰, 표면 질감 등 다양한 촉각 특성을 데이터 기반으로 측정하고, 이를 바탕으로 햅틱 모델을 구축합니다. 이러한 데이터 기반 햅틱 모델링은 기존의 이론적 모델링보다 훨씬 더 현실적인 촉감 재현을 가능하게 합니다. 예를 들어, 다양한 표면의 실제 촉감 데이터를 수집하여 'Haptic Library'를 구축하고, 이를 3D 메쉬 모델에 자동으로 할당하는 알고리즘을 개발하였습니다. 또한, 심리물리학적 실험을 통해 인간이 촉감을 어떻게 인지하는지 분석하고, 이를 바탕으로 더욱 자연스러운 햅틱 피드백을 구현합니다. 이러한 연구는 의료 시뮬레이터, 가상현실, 원격 진료, 교육 등 다양한 분야에 적용되고 있습니다. 예를 들어, 의료 교육용 촉감 시뮬레이터에서는 실제 조직의 촉감을 정밀하게 재현하여 의사들이 안전하게 수술 연습을 할 수 있도록 지원합니다. 앞으로도 본 연구실은 촉감의 본질적 이해와 첨단 햅틱 기술의 융합을 통해, 인간-컴퓨터 상호작용의 새로운 패러다임을 제시하고자 합니다.

본 연구실은 햅틱 기술을 가상현실(VR) 및 증강현실(AR) 환경에 적용하는 데에도 선도적인 역할을 하고 있습니다. 시각과 청각 중심의 기존 VR/AR 시스템에 촉각 피드백을 더함으로써, 사용자는 더욱 몰입감 있고 실감나는 경험을 할 수 있습니다. 예를 들어, 가상 공간에서 아바타와의 상호작용, 가상 총기의 반동, 가상 버튼 클릭 등 다양한 상황에서 실제와 유사한 촉각 피드백을 제공하는 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 본 연구실은 스마트 소재와 공압 기반의 소프트 액추에이터를 활용한 웨어러블 햅틱 장치, 드론 기반의 이동형 햅틱 인터페이스, 다중 모드 햅틱 피드백 장치 등 다양한 하드웨어 플랫폼을 개발하였습니다. 이러한 장치들은 진동, 압력, 충격, 측면 힘 등 다양한 촉각 자극을 동시에 혹은 선택적으로 제공할 수 있어, VR/AR 환경에서의 상호작용의 폭을 크게 넓혀줍니다. 또한, 햅틱 증강현실(Haptic AR) 분야에서는 실제 물체의 촉각 특성을 인위적으로 조절하거나, 가상 촉감을 현실 세계에 융합하는 연구도 활발히 진행 중입니다. 이러한 기술은 의료 시뮬레이션, 원격 협업, 교육, 엔터테인먼트, 자동차 인터페이스 등 다양한 응용 분야에서 활용되고 있습니다. 예를 들어, 원격 현장감(Tele-Presence) 시스템에서는 멀리 떨어진 두 사용자가 실시간으로 촉각을 공유할 수 있고, 자동차 핸들에 햅틱 피드백을 적용하여 운전자의 주의력과 안전성을 높일 수 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 햅틱 기술과 VR/AR의 융합을 통해, 인간의 감각 경험을 극대화하는 혁신적인 인터페이스를 지속적으로 연구할 계획입니다.

최근 본 연구실은 인공지능 및 딥러닝 기술을 활용한 데이터 기반 햅틱 모델링 연구에 집중하고 있습니다. 전통적인 햅틱 모델링은 물리적 방정식이나 경험적 수식에 의존했으나, 본 연구실은 실제 촉감 데이터를 대량으로 수집하고, 이를 딥러닝 네트워크에 학습시켜 복잡한 촉각 특성을 정밀하게 예측·재현하는 방법을 개발하였습니다. 예를 들어, 1D-CNN, BiGRU, Encoder-Decoder 네트워크 등 다양한 딥러닝 구조를 적용하여, 표면 질감, 강성, 마찰 등 다양한 촉각 속성을 이미지나 센서 데이터로부터 자동으로 예측할 수 있습니다. 이러한 데이터 기반 접근법은 기존 모델링 방식보다 훨씬 더 다양한 환경과 물체에 적용 가능하며, 사용자의 상호작용에 따라 실시간으로 촉각 피드백을 생성할 수 있습니다. 또한, 심리물리학적 실험을 통해 수집된 인간의 촉감 평가 데이터를 활용하여, 인공지능 모델의 예측 정확도를 높이고, 실제 사용자의 감각 경험과 일치하는 햅틱 피드백을 구현합니다. 이를 통해, 가상현실, 원격 의료, 교육 등 다양한 분야에서 맞춤형 촉각 인터페이스를 제공할 수 있습니다. 본 연구실은 앞으로도 데이터 기반 햅틱 모델링과 인공지능 기술의 융합을 통해, 더욱 정교하고 현실감 있는 촉각 재현 기술을 개발하고자 합니다. 이를 통해, 인간-컴퓨터 상호작용의 새로운 지평을 열고, 다양한 산업 분야에서 혁신적인 응용을 실현할 계획입니다.