일본산업뉴스요약

Next Tech 2030
VR 기술, 후각도 추구
도쿄공업대학, 냄새 성분의 조합 연구

현장감 있는 가상현실(VR) 기술이 잇따라 실용화되면서 친숙한 존재가 되고 있다는 가상현실. 최근 보다 현실에 가까워지기 위해 후각과 미각의 실현을 추구하는 기술 개발이 추진되고 있다. 도쿄공업대학의 나카모토(中本) 교수는 영상과 함께 냄새를 재현하는 장치 개발을 연구하고 있다. 지금까지의 시각과 청각, 촉각에 이어 후각이 추가된다면 보다 리얼한 VR 체험이 가능하게 될 것이다. 오감의 VR화는 어디까지 발전할 수 있을까?

12월 초순, 컴퓨터를 이용한 최신 영상∙커뮤니케이션 기술 등을 발표하는 국제 회의 ‘'시그라프 아시아(SIGGRAPH Asia) 2018'이 도쿄 시내에서 개최되었다. 이곳에서 후각 VR기기가 관람객의 눈길을 사로잡았다. 여러 재료를 모아 골인 지점인 칵테일 바까지 가는 게임에서는 블랙커런트와 오렌지, 위스키가 들어 있는 기둥을 넘어뜨리면 그 향기가 난다. 골인 지점에 도달하면 3가지 재료로 만든 칵테일의 좋은 향을 맡을 수 있다.

이 게임기에는 시판되고 있는 고글형의 HMD(헤드마운트 디스플레이)에 나카모토 교수가 개발한 폭 15cm 정도의 상자 모양 장치가 장착되어 있다. 장치에는 작은 구멍이 있고, 4가지 성분의 향료를 혼합해 냄새를 분출하는 시스템이다. 향료의 조합 비율을 바꿔 다양한 냄새를 재현할 수 있다.

특정 주파수대의 전기 신호를 추출하는 필터라고 하는 전자 부품을 응용해 냄새를 분산시킨다. 용기에서 소량 떨어뜨린 향료를 필터의 미세한 진동으로 안개 형태로 만들어 디스플레이를 착용한 이용자의 코 부근에 떠돌도록 한다. 나카모토 교수는 “튜브를 통해 냄새를 내보내던 기존 기술에 비해 필요할 때마다 냄새가 나도록 하기 쉬워졌다”라고 말한다.

-- ‘냄새 요소’를 30종류 재현 --
냄새는 다양한 화학 물질이 혼합되어 있어 인공적으로 재현하는 것은 쉽지 않다. 시각은 빛의 삼원색인 빨∙청∙녹을 조합해 다양한 색을 재현할 수 있다. 사람의 망막은 삼원색의 빛밖에는 느낄 수 없기 때문이다. 하지만 냄새의 자극을 느껴 뇌에 신호를 보내는 수용체는 350~400종류가 있다고 한다.

냄새에도 빛의 삼원색에 해당하는 냄새 요소, ’요소취(要素臭)’가 있다고 한다. 나카모토 교수는 이 요소취를 최대한 구비해 다양한 냄새를 재현하는 것을 목표로 했다. 냄새를 구성하는 화학물질에 대해 질량분석장치 등을 이용해 분석. 아로마테라피 등에 이용되는 에센셜 오일의 요소취를 30종류 정도 만들었다.

요소취의 조합 및 분량을 연구해 질량분석장치로 산출해낸 냄새 데이터에 가깝게 만들었다. “분석장치로 특정한 범위의 냄새라면 재현할 수 있다”라고 마카모토 교수는 말한다. 현재는 에센셜 오일에 사용되는 과일과 화초 등의 냄새를 만들어낼 수 있다. 이러한 방법으로 향신료의 향 등도 재현할 수 있다.

우선은 HMD용으로 수 종류의 요소취를 필요한 양만을 잘 혼합하는 장치 개발을 추진하고 있다. 안정되게 움직일 수 있도록 계속 개선해나가 2~3년 후의 기술 확립을 목표로 하고 있다. 최종적으로는 수 십 종류의 요소취로 응용한다.

-- 원격지와 공유도 가능 --
사람은 코로부터 많은 정보를 얻는다. 냄새로 현실감은 크게 확대된다. 나무를 흔들어 사과가 떨어지면 그 향이 나거나, 바다를 건너고 있을 때에는 바다 냄새가 나는 등, 게임 장면에 맞게 냄새를 재현할 수 있다면 현장감은 더욱 커질 것이다.

원격지와의 냄새 공유에도 도움이 될 전망이다. 냄새를 느끼는 방법은 사람 마다 달라 말로는 표현하기 어렵다. 전화에 냄새를 공유하는 기능이 도입된다면 저녁 식사의 맛있는 냄새를 먼 거리에 있는 가족에게 전달할 수 있을 것이다.

지금까지의 VR은 시각과 청각 등 비교적 디지털화하기 쉬운 감각의 재현이 중심이었다. 촉각도 조금씩 연구가 추진되고 있다. 남은 후각과 미각이 추가된다면 인간의 오감을 모두 가상세계에서 재현해 원격지에서도 그곳에 있는 듯한 감각을 느낄 수 있을 것이다.

2030년에는 가상 여행 및 스포츠 등의 모의 체험, 의료와 개호 분야에서 보다 고도의 IT를 이용한 보조 등이 가능해질 것으로 보인다.

게임∙영상∙여행 체험
다양한 용도로 등장

VR의 기초연구는 1960년대부터 시작되었다. 고해상도의 디스플레이와 기울기와 움직임을 감지하는 센서, 메모리 등, VR 기술에 필요한 부품이 스마트폰이 보급되어 저렴해진 영향으로 급속도로 보급되었다. HMD가 잇따라 등장한 2016년은 ‘VR 원년’이라고도 불린다.

게임과 영상 콘텐츠가 중심이지만, 부동산회사가 집안 배치를 VR로 보이거나 자택에 있으면서 여행 기분을 맛볼 수 있는 등, 다양한 용도의 VR도 등장하고 있다.

조사회사인 IDC재팬(도쿄)은 전세계 VR과 확장현실(AR) 관련 시장이 2022년에 2,087억달러(약 23조엔)에 달할 것이라는 예측을 발표했다. 2017년은 140억달러로, 5년 간 약 15배로 확대되었다.

2030년에는 VR이 일상생활 속 깊숙이 자리잡게 되면 생활은 크게 달라질 것이다. 물리적인 거리에 관계 없이 언제나 어디로든 바로 갈 수 있게 되는 미래도 머지 않아 오게 될 것이다.

▶ VR 개발의 역사
1968년: 미국 유다대학에서 고글형 단말기 개발
1986년: 미국항공우주국(NASA)이 우주 비행사의 훈련용으로 시스템 도입
1990년: 마쓰시타전공(松下電工, 현 파나소닉)이 VR을 이용한 시스템 키친 개발
1995년: 닌텐도가 고글형 게임기 개발
2010년: 미국 마이크로소프트가 몸의 움직임을 인식할 수 있는 센서 개발
2012년: 미국 오큘러스 VR이 VR 전용 HMD 개발
2013년: 미국 Tactical Haptics가 손의 움직임을 인식할 수 있는 컨트롤러 개발

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