일본산업뉴스요약

화면에서 손 끝의 촉각 재현
‘매끄러운 느낌’에서 ‘울퉁불퉁한 느낌’까지

사이타마(埼玉)대학의 다카사키(高崎) 교수팀은 표면을 손 끝이나 터치 펜으로 만졌을 때 매끄럽거나 울퉁불퉁한 느낌 등 다양한 감각을 재현하는 플레이트를 개발했다. 초음파의 진동으로 플레이트 표면에 미세한 파동을 만들어 손 끝과의 마찰을 제어, 뇌에 착각을 일으켜 촉각을 느끼게 하는 기술이다. 초음파가 나오는 방법에 따라 섬세한 촉감도 재현할 수 있다. 연구팀은 이 기술을 스마트폰 화면 등에 응용하는 것을 목표로 하고 있다.

-- 사이타마대학 플레이트 개발, 초음파를 이용해 마찰 제어 --
다카사카 교수팀이 시작(試作)한 플레이트는 전압이 가해지면 초음파가 나오는 특징을 가진 ‘니오브산리튬(Lithium niobate)’이라고 하는 압전재료를 사용했다.

니오브산리튬은 플레이트에 전압을 가하면 초음파를 발생한다. 예를 들어 10~20볼트의 전압이 가해지면 파장의 크기인 ‘진폭’이 1~2나노미터의 초음파가 발생해 고속으로 진동하게 된다. 눈에는 보이지 않을 정도로 미세한 진동이지만, 진동하고 있을 때에는 보통 때와 비교해 플레이트 위에서 손 끝에 닿는 면적이 줄어들기 때문에 마찰이 절반 정도 감소한다.

전압의 온∙오프를 반복할 경우 마찰의 증감으로 본래 매끄러운 플레이트의 표면에서 울퉁불퉁한 촉감 등이 재현된다. 전압을 가하는 방법을 미세하게 바꾸게 되면 초음파의 진폭도 달라져 천과 같은 부드러운 것이나 사포와 같은 거친 것을 만지는 감각 등을 재현할 수 있다.

다카사카 교수팀은 스마트폰의 작은 화면 등에 도입하는 것을 상정해, 두께 0.2mm의 얇은 유리 위에 초음파를 발생시키는 기술 개발도 추진하고 있다. 투명한 유리 기판 끝에 개발한 플레이트를 장착해 초음파를 발생시켜 유리 기판 전체에 파동이 확산되는 방법을 검토하고 있다.

초음파를 이용한 방식은 촉각의 아주 미세한 차이를 재현할 수 있는 것이 특징이지만, 현 시점에서는 소비 전력이 높다는 등의 문제가 있어 실용화에는 시간이 걸릴 것으로 전망되고 있다. 다카사카 교수팀은 5~6년 후를 목표로 유리 기판 위 필요한 부분에만 초음파를 발생시키는 방법을 개발 중으로 전력과 비용 절감을 도모하고 있다.

이러한 기술은 스마트폰 등에서의 게임 연출 및 인터넷 쇼핑 시 상품의 촉감을 제시하는 등, 멀리 떨어진 장소에 있는 사람에게 촉감을 전하는 등의 이용 방법이 상정되고 있다. 앞을 볼 수 없는 사람을 위한 정보 제공 등으로도 응용될 수 있을 것으로 보인다.

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