POSTECH 기계공학과 김진태 교수는, MIT 김재환 박사후 연구원, NCSU의 Abraham Vazquez-Guardado교수, UCSD의 Haiwen Luan교수, 한양대의 정예환 교수, 성균관대의 유재영 교수 그리고 Northwestern의 John A Rogers교수와 협업하여 열-촉각 VR 플랫폼을 개발에 성공했다. 이번 연구는 최근 국제 학술지인 ‘Proceedings of the National Academy of Science (PNAS)’에 게재됐다.

피부의 수용기에 의해 생성되는 열과 촉감의 감각은 물리적 환경에 대한 인식에서 필수적인 중요성을 가지며, 특히 대인 간 상호 작용에서 강력한 역할을 한다. 이러한 감각을 프로그래밍 가능한 방식으로 재현하는 기술의 발전은 가상/증강 현실 환경을 향상시킬 뿐만 아니라, 절단이나 감각 기능이 손상된 개인을 위한 의학적 응용에서도 큰 가능성을 지닌다. 정밀한 공간 해상도, 에너지 효율적인 작동, 넓은 동적 범위, 빠른 시간 응답을 갖춘 인터페이스를 달성하는 것이 엔지니어링 문제이다. 이러한 인터페이스는 열 및 물리적 변조를 신체의 넓은 영역에 걸쳐 확장할 수 있는 형태로 설계되어야 한다. 이 논문에서 이러한 문제를 해결하기 위해 설계된 무선 피부 호환 열-촉각 변조 인터페이스를 개발했다. 이 인터페이스는 프로그래밍 가능한 패턴의 향상된 진동 변위와 고속 열 자극을 제공할 수 있다. 실험 및 이론 역학을 통해 열-촉각 자극기의 수직 적층 디자인 레이아웃의 열 및 기계적 효율성을 정량화하고, 실시간 폐쇄 루프 제어 메커니즘을 지원한다. 이 플랫폼은 로봇 보철물의 제어 및 압력/온도 민감 터치 디스플레이와의 상호 작용에서 열 및 물리적 정보를 피부를 통해 전달하는 데 효과적임이 입증되었다. 이 장치는 김진태 교수가 공동으로 협업한 2022년 Nature Electronics에 발표된 초기버전을 확장했다.

DOI: https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2404007121