일본산업뉴스요약

VR로 무게를 느끼게 한다
히로시마 대학, 전기 자극 및 진동으로 구사

히로시마 대학의 쿠리타(栗田) 교수팀의 연구 그룹은 전기자극에 의한 팔 근육의 수축 등을 통하여 물건을 들었을 때의「무게」 감각을 전달하는 가상현실(VR) 시스템을 개발했다. 전압의 변화 및 영상에 더해, 손에 가하는 진동으로 무게를 느낄 수 있도록 컨트롤한다. 팔을 움직이는 것이 어려운 반신마비 환자의 재활치료 부담을 경감시키는 등을 위해 실용화를 지향한다.

-- 환자의 재활치료 지원--
개발한 시스템으로는 팔의 뒷부분에 전극을 부착해서 근육을 자극하여 물건을 들었을 때와 같은 팔꿈치의 관절이 늘어나는 움직임을 재현한다. 또한 10cm평방의 물체가 손바닥으로 떨어지는 영상을 보여주며 손에 닿는 것과 동시에 바이브레이터로 손 바닥에 진동을 보내 준다.

10명의 건장한 남성을 대상으로 한 실험에서는 오른쪽 손 바닥을 위로하여 팔꿈치를 직각으로 구부려 팔의 각각 다른 3곳에 40~42볼트의 전기 자극을 주었다. 그 다음, 오른 손에서 느낀 것과 같은 정도의 힘을 왼손으로 내게 하여 그 힘의 강도를 왼쪽 손 바닥에 붙인 센서로 계측했다.

통계학적으로 분석한 결과, 오른쪽 팔에 준 전압이 상승하는 것과 비례하여 왼 손으로 발휘한 힘도 점점 커지는 경향이 보였다.

또한, 전기 자극뿐만 아니라 ①입방체가 낙하하는 장면을 영상으로 보여준다, ②손바닥에 바이브레이터를 진동시킨다, ③진동과 영상을 동시에 제공한다 ---. 등의 각각의 조건을 바꿔 추가 실험을 했다.

결과는 단순히 전기 자극만 주는 것에 비해, 각각의 느끼는 힘의 강도가 10인 평균으로 35%, 22%, 55% 순으로 상승했다. 인위적으로 만든 영상 및 진동에 의해 사람이 느끼는 무게를 증가시킬 수 있다.

자극의 조합 방법을 연구하여 아주 작은 소형기기로 커다란 힘을 느끼게 할 수 있다. 기존의 팔의 재활치료에서는 대형 장치가 필요했으며, 설령 전기 자극을 주는 소형 장치를 사용한다고 해도 발휘라는 힘의 한계가 있는 등의 문제가 있었다.

새로운 시스템에서는 여러 개의 자극을 조합시킴으로써 장치의 소형화 및 발휘되는 힘의 증대를 양립시켜 문제를 극복할 수 있었다. 그러나 현재 상황에서는 근육의 위치 등 구체적인 특징에 따라 가하는 자극의 조건이 같아도 사람마다 느끼는 무게가 각자 다를 수 있다. 연구 그룹은 앞으로 안전성 및 힘을 제어하는 방법을 확립시켜 보급시킬 방침이다.

  -- 끝 --