[연구의 필요성]
초음파를 이용한 비접촉 진동 촉각 경고 시스템은 사용자에게 물리적인 접촉 없이도 진동을 전달할 수 있는 혁신적인 기술이다. 하지만 이 기술은 약한 인지적 강도라는 주요한 문제점을 가지고 있어, 사용자 경험의 효율성을 제한하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 초음파 자극의 인지적 세기를 향상시킬 수 있는 새로운 방법을 모색한다.

[포스텍이 가진 고유의 기술]
POSTECH의 연구팀은 진동촉각 경고 시스템을 개선하기 위해 손목에 짧은 진동 자극을 제공한 후 사용자의 손바닥에 초음파 자극을 전달하는 방법을 개발하였다. 이는 ‘진동 강화(tactile enhancement)’라는 인지 심리 현상을 활용한 것으로, 첫 번째 진동이 두 번째 진동의 감각을 강화시키는 원리를 적용한 것이다. 이 기술은 기존 초음파 자극 장치와 추가적인 장치 없이도 사용자의 인지 강도를 최대 1.7배까지 향상시킬 수 있다.

[연구의 의미]
본 연구를 통해 손목에 제공되는 진동 자극이 손바닥에 전달되는 초음파 자극의 인지 강도를 증가시키는 효과를 확인하였다. 특히, 진동의 주파수가 낮을 때(RA-1 채널을 자극할 때)와 초음파 자극의 강도가 낮을 때 감각 강화 효과가 더욱 두드러졌다. 이러한 결과는 사용자에게 보다 강력하고 명확한 진동 경험을 제공할 수 있는 설계 가이드라인을 제시한다. 또한, 이 연구는 진동 저작 도구를 사용한 참여 디자인이 진동 신호 설계에 있어 사용자의 의견을 반영하는 데 효과적임을 보여준다.

[연구결과의 진행 상태 및 향후 계획]
연구팀은 사용자 참여 디자인을 활용하여 초음파 자극의 인지 강도를 평가하였고, 초음파 패턴 자극을 활용한 추가 연구를 계획하고 있다. 또한 손목에 사용되는 것이 아니라 더욱 효과적인 인지 증진 방식을 탐구할 예정이다. 본 연구진들은 이를 통해 보다 사용성이 좋은 초음파 자극 인지 증진 시스템과 패턴 자극을 활용할 수 있는 가이드 라인을 탐구할 것이다.

[성과와 관련된 실적]
국제 학술대회 논문: Kim, D., Choi, S. (2024) A Feasibility Study of Tactile Enhancement of Mid-Air Ultrasonic Stimulation by Wrist Vibration. EuroHaptics.

[성과와 관련된 이미지]

그림 1. 연속 진동 자극을 활용한 초음파 자극의 인지 세기 증진 방식 예시

그림 2. 손목 진동 자극에 의한 초음파 자극의 인지 세기 증진 결과