김상연 한기대 교수팀, 세계 최초 '헤드업 햅틱 디스플레이' 개발

한국기술교육대학교는 최근 김상연 컴퓨터공학부 교수 연구팀이 최동수 금오공과대학교 컴퓨터공학과 교수와 함께 촉각만으로 가상버튼을 조작할 수 있는 '헤드업 햅틱 디스플레이'(Head-up Haptic Display) 기술을 세계 최초로 개발했다고 25일 밝혔다.

현재 자동차 운전에 필요한 헤드업 디스플레이(Head-Up Display)가 널리 활용되고 있지만 운전자는 여전히 내비게이션 기기와 오디오, 에어컨 등을 조작해야 한다. 이는 운전 중 시선을 분산시켜 안전 운행에 지장을 준다.

김 교수를 비롯해 허용해·김태훈 박사과정으로 구성된 연구팀이 개발한 헤드업 햅틱 디스플레이는 버튼의 위치 파악은 물론 실제 버튼을 누르는 듯한 물리적인 힘까지 생성해 운전자에게 전달한다.


김 교수는 "운전자는 시선을 전방에 집중해야 하고 다양한 소리도 신경 써야 한다. 시각과 청각 정보는 운전에 많이 쓰이지만 촉각 정보는 상황 파악에 거의 사용되지 않고 있다"며 "우리 연구팀은 운전자가 시각의 도움 없이 진동 신호를 이용해 가상 버튼의 위치를 파악하고, 딱딱하고 무른 정도를 조정하는 햅틱기능을 통해 버튼을 누를 수 있는 새로운 개념 '헤드업 햅틱 디스플레이'를 제시했다"고 강조했다.

제1저자인 허용해 박사과정은 "이번에 개발한 헤드업 햅틱 디스플레이가 스마트 차량에 적용되면 운전 안전성을 크게 향상할 수 있을 것"이라며 "인간-로봇 상호작용 시스템은 물론 인간 컴퓨터 상호작용 시스템과 가상현실 기기에도 내장될 수 있다"고 설명했다.

최동수 금오공대 교수는 "'헤드업 햅틱 디스플레이'는 운전자가 도로에서 눈을 떼지 않고 다양한 차량 기능을 안전하게 설정할 수 있게 돕는다"며 "헤드업 햅틱 디스플레이의 성능을 보완·향상하기 위해 자극과 인간 지각 능력에 대한 심리물리학 연구를 수행할 것"이라고 전했다.


한편 이번 연구는 한국연구재단 대학중점연구소와 한국산업기술기획평가원의 '자동차 디스플레이용 액추에이팅 구현 기술 개발연구' 등의 지원을 받아 수행됐다. 연구결과는 상위 5% SCI급 저널 'IEEE Transactions on Industrial Electronics'에 게재됐다.

김상연 교수 연구팀의 '헤드업 햅틱 디스플레이' 개념도./사진제공=한기대