한기대, ‘헤드업 햅틱디스플레이’ 기술 세계 최초 개발

▲ 헤드업 햅틱 디스플레이의 개념도

최근 자동차 운전에 필요한 헤드업 디스플레이(Head-Up Display) 차량의 속도, 연료 잔량, 길 안내 정보 등을 운전자 바로 앞의 유리창에 그래픽으로 보여주는 디스플레이 장치가 많이 활용되고 있지만 여전히 운전자는 여전히 네비게이션 기기, 오디오, 에어컨 등을 조작하는 경우가 많아 운전 중 시선을 분산시켜 안전 운행에 지장을 준다.

하지만 앞으로는 시각에만 의존하지 않고 촉각 느낌만으로 가성 버튼 위치를 파악해 차량의 많은 기능을 안전하게 설정할 수 있는 길이 얼렸다.

한국기술교육대학교 김상연 교수 연구팀 (김상연 교수, 허용해 박사과정, 김태훈 박사과정)은 금오공과대학교 컴퓨터공학과 최동수 교수와 함께 자동차 디스플레이에서 화면을 응시하지 않고 촉각 느낌으로만 가상버튼의 위치를 파악하여 조작할 수 있는 ‘헤드업 햅틱디스플레이 (Head-up Haptic Display)’ 기술을 세계 최초로 개발했다.

또한 개발한 헤드업 햅틱 디스플레이의 유용성을 검증할 수 있는 운전 환경을 개발, 운전자가 디스플레이를 조작할 때 버튼의 위치를 파악하고 실제 버튼을 누르는 듯한 물리적인 힘까지 생성해 운전자에게 전달할 수 있게 했다.

이번 연구결과는 최근 IEEE Transactions on Industrial Electronics 라는 상위 5% SCI급 저널에 2023년 9월 21일에 출판되었다.

김상연 교수는 “최근 헤드업 디스플레이가 많이 활용되고 있고, 운전 중 시선은 전방에 집중을 해야 하며, 운전 중 발생하는 다양한 소리에도 신경을 써야 한다. 시각과 청각정보를 많이 사용하면서 운전을 하는 반면에 촉각 정보는 운전상황을 파악하는데 거의 사용되지 않고 있다”면서 “본 연구팀은 자동차 운전자가 시각의 도움 없이 진동 촉각 신호를 이용해 가상 버튼의 위치를 파악하고, 딱딱하고 무른 정도를 달리 조정하는 햅틱기능을 이용하여 버튼을 누를 수 있도록 도와주는 '헤드업 햅틱 디스플레이' 개념을 제시했다”고 밝혔다.

이 연구의 제 1저자인 허용해 박사과정은 “우리 팀이 개발한 헤드업 햅틱 디스플레이가 스마트 차량에 적용된다면 운전 안전성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다. 또한 제안된 기기는 인간-로봇 상호작용 시스템, 인간 컴퓨터 상호작용 시스템 및 가상현실 기기에 내장될 수 있다”고 밝혔다.

또한 최동수 금오공과대학교 컴퓨터공학과 교수는 “이번 연구는 도로에서 운전자의 눈을 떼지 않고 차량의 많은 기능(음악 및 내비게이션 소리의 볼륨 조절, 차창 상하 롤링, 온도 조절 등)을 안전하게 설정할 수 있게 해준다”면서 “현재 연구팀은 헤드업 햅틱 디스플레이의 성능을 더욱 향상을 시키기 위해 차량에서 자극과 인간의 지각 사이의 관계를 조사하기 위한 심리물리학 연구를 진행 중” 이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 대학중점연구소 지원사업과 한국산업기술기획평가원의 자동차 디스플레이용 액추에이팅 구현 기술 개발연구의 지원을 받아 수행되었다.

서명수 기자 seo.myongsoo@joongang.co.kr