방창현 성균관대 화학공학과 교수 연구진은 거친 자갈부터 잔잔한 물결까지 섬세한 촉각을 전달할 수 있는 진동 햅틱(haptic, 촉각) 패치를 개발했다고 8일 밝혔다. 패치를 부착하면 3차원 가상세계인 메타버스에서 현실과 구분하기 힘든 촉감을 느낄 수 있다고 했다. 연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)'에 지난 25일 게재됐다.
기존 착용형 햅틱 장치는 딱딱하거나 유연성이 떨어지는 소재로 인해 피부 밀착과 정밀한 촉감 전달에 한계가 있었다. 특히 신체의 다양한 움직임에 따른 굴곡이나 신축성에 적응하지 못하거나, 땀과 열 문제로 장시간 사용하기 어려웠다.
연구진은 미세 스프링 구조에 완충용 젤을 채운 전기 활성층을 설계하고, 늘어나는 전극을 견고하게 결합해 높은 신축성을 갖는 진동 소자를 개발했다. 전기 활성층은 전기를 가했을 때 형태나 물리적 성질이 변하는 물질로 구성된 층이다.
이번에 개발한 햅틱 패치는 최대 500%까지 늘어날 수 있고, 스마트폰 수준의 진동을 출력하면서도 손바닥이나 손가락처럼 움직임이 많고 복잡한 부위에 안정적으로 부착됐다. 또 개구리 발바닥에서 착안한 구조를 통해 땀과 열을 자연스럽게 배출할 수 있어 고온다습한 환경에서도 우수한 성능을 유지한다고 연구진은 밝혔다.
방창현 교수는 "이번 연구는 기존 착용형 햅틱 기술의 구조적·기능적 한계를 극복한 혁신 사례로, 향후 다양한 산업 및 의료 영역에서 실용적으로 활용될 수 있을 것"이라며 "차세대 촉각 인터페이스 기술의 핵심 플랫폼으로 자리 잡을 것으로 기대한다"고 밝혔다.
참고 자료
Advanced Materials(2025), DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202503781