인간처럼 인지적 촉감 느끼는 촉감 아바타 기술 개발
개인별 감성 복제 촉감 아바타 기술 실마리
□ 통증이나 촉감을 느낄 수 있는 의수나 로봇팔 연구가 활발한 가운데 다기능 촉각센서와 머신러닝 방식으로 사람마다 다른 인지적 촉각을 구현하는 아바타 기술이 소개됐다.
○ 단순한 움직임을 위한 손의 물리적 촉각기능을 대신하는 것이 아니라 촉각 자극에 대한 감성적 인지까지 모사할 수 있는 가능성을 보여줌으로써 스마트폰이나 로봇이 사람처럼 인지적 감성을 구현하는데 응용될 수 있을 것으로 기대된다.
□ 한국연구재단(이사장 노정혜)은 장재은, 최지웅, 문제일 교수(대구경북과학기술원) 연구팀이 접촉한 물체의 표면정보를 읽어낼 수 있는 다기능 촉각센서를 구현하고, 이를 기계학습 기반 신호처리와 융합하여, 사용자 개인의 독특한 촉감 감성을 모사하여 해석할 수 있는 아바타 기술을 구현했다고 밝혔다.
○ 같은 재질의 옷감에 대해 사람마다 거칠다, 부드럽다 등 인지적 촉각이 다를 수 있는데 사용자의 고유한 촉각감성을 학습하여 유사하게 구현하는 한편, 학습되지 않은 촉각자극에도 사용자의 인지적 촉감을 예측해 구현하는 것이다.
□ 연구팀은 손마디 크기에 수 십 개의 센서를 배열, 물체의 거칠기, 온도와 단단함, 형태 등을 감지하도록 했다.
○ 촉각센서가 옷감을 누르고 문질러서 옷감 표면의 물리적 특성을 파악하고 이를 기반으로 인공감성을 구현하여, 개인별로 다를 수 있는 촉감에 따른 감성을 90% 이상의 일치율로 구현했다.
(그림 1) 촉감 아바타 시스템 개략도
□ 피부에 가해지는 압력이나 진동을 모방해 자연스럽게 물체를 잡거나 움직이는 물리적인 모방에서 나아가 우리 뇌가 촉각자극으로 인한 전기화학적 신호를 감성적 신호로 변환하는 인지구조를 모방하고자 하였다.
□ 40여개의 다양한 옷감에서, 개인마다 다른‘거칠다/부드럽다’라는 감성의 정도차이를 학습한 아바타 시스템은 새로운 옷감에 대해서도 특정한 학습대상의 감성과 거의 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.
□ 기계학습에서 기존에 학습된 사항에 대한 판단의 정확도는 매우 높아지고 있으나, 학습되지 않은 내용을 판단하는 정확도를 높이는 것은 큰 도전이다.
○ 연구팀은 이번 연구에서 학습되지 않은 물체에 대해서도 촉감 아바타가 사용자와 거의 유사한 감성판단을 내리는 의미 있는 결과를 얻었다고 설명했다.
□ 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 휴먼플러스융합연구개발사업과 중견연구사업 등의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 2월 8일(온라인판) 게재되었다.
