[연구의 필요성]

가상현실 환경에서 물체와 상호작용할 때 제공되는 힘 피드백은 몰입감을 높이고, 사용자가 실제와 유사한 물리적 감각을 경험하도록 하는 데 중요한 역할을 한다. 그러나 포스 피드백 장치는 출력할 수 있는 힘에 물리적인 한계가 있으며, 더 큰 힘을 구현하기 위해서는 장치의 크기와 구조 또한 커져야 한다는 제약이 존재한다. 이러한 한계를 보완하기 위해 실제 힘 출력을 증가시키는 대신 시각적 정보를 조작하여 사용자의 힘 지각을 변화시키는 시각적 일루젼 기반의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이와 같은 시각적 일루젼을 효과적으로 활용하기 위해서는 시각 정보와 촉각 정보가 함께 주어졌을 때 사용자가 각 감각 정보에 어느 정도의 가중치를 부여하여 힘을 지각하는지를 이해하는 것이 중요하다. 따라서 시각과 촉각 간의 감각 가중치를 정량적으로 분석하는 본 연구는 제한된 햅틱 장치의 출력을 보다 효과적으로 활용하기 위한 기반을 제공한다는 점에서 의의를 가진다.

[포스텍이 가진 고유의 기술]

우리는 가상현실에서 시각 정보와 촉각 정보를 함께 활용하여 사용자가 느끼는 힘과 물체의 강성을 조절하는 시각–촉각 통합 기반 햅틱 렌더링 기술을 연구하고 있다. 특히 사용자가 시각과 촉각 정보에 부여하는 감각 가중치를 정량적으로 분석하여, 제한된 힘 출력을 가진 햅틱 장치에서도 보다 강하고 다양한 물리적 감각을 제공할 수 있는 기술을 개발하고 있다.

[연구의 의미]

본 연구는 가상현실의 변형 가능한 물체와 상호작용할 때, 물체를 누르는 방향과 시각·촉각 정보 간 차이의 크기에 따라 두 감각 정보에 대한 의존도가 어떻게 달라지는지를 규명했다. 이를 통해 시각과 촉각의 가중치가 고정된 것이 아니라 사용자의 상호작용 조건에 따라 변화할 수 있음을 보여주었으며, 향후 다양한 방향과 자세에서 이루어지는 VR 상호작용에 적합한 사용자 지각 기반 햅틱 렌더링 기술을 설계하는 데 활용될 수 있다.

[연구결과의 진행 상태 및 향후 계획]

• 본 연구는 IEEE ISMAR 2026에 채택되었으며, IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics (TVCG) 저널에 게재가 확정되었다. 현재 연구 결과를 바탕으로 다양한 상호작용 방향과 감각 불일치 조건에서 나타나는 시·촉각 가중치 변화에 대한 분석을 확장하고 있다.향후에는 단순한 세 방향의 상호작용을 넘어 다양한 손목 및 팔 자세와 보다 복잡한 상호작용 조건을 포함하여 감각 가중치의 변화를 추가적으로 조사할 계획이다. 또한 이러한 결과를 실제 VR 햅틱 렌더링에 적용하여, 사용자의 자세와 상호작용 조건에 따라 시각 및 촉각 피드백을 조절하고 제한된 햅틱 장치의 출력 성능을 효과적으로 보완하는 방법을 연구하고자 한다.

[성과와 관련된 실적]

IEEE ISMAR 2026에 채택되어 전체 754편 중 120편만 선정된 TVCG 저널 트랙(채택률 16%)에 최종 게재가 확정되었다.

정태형, 이지완, 김준우, 최승문 / Perceiving Compliance in Virtual Reality: Effects of Interaction Direction and Sensory Discrepancy on Visuo-Haptic Weighting

※ 본 연구는 가상현실에서 변형 가능한 물체와 상호작용할 때, 인터랙션 방향과 시각·촉각 정보 간 불일치의 크기에 따라 사용자의 감각 가중치가 어떻게 변화하는지를 분석한 연구이다. 연구 결과, 시각과 촉각에 대한 의존도는 고정되어 있지 않고 상호작용 조건에 따라 달라질 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 사용자의 지각 특성을 반영하여 제한된 출력 성능의 햅틱 장치를 보완하고, 보다 현실감 높은 VR 상호작용을 구현하기 위한 햅틱 렌더링 기술의 기반으로 활용될 수 있다. 본 연구는 IEEE ISMAR 2026에 채택되었으며, 전체 754편 중 120편이 선정된 TVCG 저널 트랙(채택률 16%)에 최종 게재가 확정되었다.

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  [성과와 관련된 이미지]
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