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인공지능시대(32): 인공지능 피부(촉감기술)
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인공지능 피부와 촉감기술
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2021년 06월 18일(금) 16:46 [주간문경] 
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| | | ↑↑ 지홍기
영남대학교 명예교수
문경대학교 특임교수
문경시지역발전협의회 의장 | ⓒ (주)문경사랑 | |
촉감 수용체
일반적으로 피부의 감각기관은 다양한 수용체를 통해 자극을 받아들인다. 수용체에는 온도수용체, 기계수용체와 화학수용체 등이 있다. 수용체를 통해 받아들인 정보는 감각 신경을 통해 척수 신경로를 따라 뇌로 전달된다.
정보 처리는 주로 일차 체성감각 영역(대뇌겉질, 마루엽의 중심뒤이랑)에서 주로 담당하고, 감각 과정은 감각 신경이 특정 자극에 의해 활성화되어 작용한다. 이 신경은 해당하는 몸 부위에 대응하는 뇌의 특정 부위로 이어지고, 이렇게 함으로써 특정 부위로 들어온 감각이 정확히 해석될 수 있다.
촉감은 인간의 가장 원초적인 감각기능이다. 무엇을 확인하고 싶고 위로해주려 할 때 손을 뻗어 만져보고 쓰다듬어 준다. 피부의 촉감 수용체는 인체의 내외부에 널리 분포하고 있으며, 대표적으로 자유신경 종말(표피층의 가벼운 느낌), 마이스너 소체(진피층의 가벼운 질감과 간지러운 느낌), 파시니 소체(깊은 진피층의 강한 압력과 진동), 루피니 소체(하부 진피층의 압력과 온기)가 있다.
햅틱스 기술
햅틱스(Haptics)는 컴퓨터가 모터와 기계를 구동해서 힘과 촉감(Haptic)을 느끼게 하는 기술분야의 학문이다. 햅틱스에는 여러 기술분야가 있으며, 다양한 방법으로 나눌 수 있으나 촉감을 통한 상호작용이 생성되는 주체에 따라 휴먼 햅틱스, 머신 햅틱스, 컴퓨터 햅틱스로 나눌 수 있다.
휴먼 햅틱스는 주로 사람이 촉감을 받아들이고 물체를 인식하거나 감정을 발생시키는 과정이며, 머신 햅틱스는 로봇이나 다른 기계가 사람과의 접촉을 통한 물리적 상호작용에서 어떻게 촉감을 수용하고 반응할 것인지에 대한 과정이다. 또한 컴퓨터 햅틱스는 사람에게 인공적인 촉감을 표현하고 전달하기 위한 렌더링 알고리즘이다.
따라서 햅틱스는 인공적인 촉감을 만들기 위한 단계에 따라 촉감 인지, 촉감 모델링 및 렌더링, 촉감 생성 기기제작으로 나누기도 한다. 촉감인지의 경우 실험을 통해 인간의 자극 수용능력을 측정하는 정신물리학에서 그 기원을 찾을 수 있으며, 촉감의 모델링 및 렌더링은 가상현실이나 컴퓨터 그래픽스와 많은 부분을 공유하고 있다. 촉감 생성 기기제작은 로보틱스와 원격제어 분야에서 시작된 것이다.
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| | ⓒ (주)문경사랑 | |
인공촉감
햅틱스란 “만진다”는 뜻으로 인공촉감 기술을 의미한하며, 사람은 시각이나 청각보다 촉감에 훨씬 빠르게 반응한다. 현재 컴퓨터의 출력 장치는 모니터와 스피커뿐이지만 앞으로는 인공촉감을 출력하는 햅틱스 장치가 거의 모든 컴퓨터에 달릴 전망이다. 햅틱스가 가장 효과적으로 쓰이고 있는 제품은 게임용 조이스틱과 시뮬레이터이며, 최근에는 마우스나 자동차에도 햅틱스 기술이 쓰이고 있다.
로지텍의 아이필(iFeel) 마우스는 스크롤바나 아이콘 위에 놓으면 손에 느낌이 전달된다. BMW 자동차에 장착된 아이드라이브(iDrive)는 운전 중 위험하게 디스플레이를 보지 않아도 조작버튼의 진동 차이로 오디오 등 다양한 장치의 상태를 알 수 있다.
사이버 촉감시대
햅틱스 기술은 정밀한 수술, 로봇의 원격제어, 미술작품인 조각, 전자상거래, 엔터테인먼트, 다관절 햅틱스 장치 등 연구개발 분야로 확장되고 있다. 햅틱스 장치의 핸들을 잡고 움직이면 스프링에 매달린 쇠구슬을 던졌다 받았다 하는 느낌을 실제처럼 생생하게 느낄 수 있다.
또한 햅틱스 장치는 가상공간 혹은 원격조작 상황에서 생생한 현실감을 줄 뿐만 아니라 기계 조작을 편리하고 안전하게 할 수 있다.
따라서 컴퓨터가 모터와 기계를 구동해 힘과 촉감을 느끼게 하는 햅틱스 기술이 새로운 정보기술혁명을 예고하고 있다. 현재의 햅틱스 기술 수준은 미묘한 촉감을 창조해낼 만큼 높은 수준에 이르지는 못했지만 고도로 발달하게 될 경우 사이버 촉감시대도 가능해질 것이다.
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