전기자극 햅틱을 적용한 VR 트레이닝: “VR로 훈련한다”를 넘어 “현실과 유사한 훈련”으로(1)

안녕하세요 여러분! 웨이브컴퍼니입니다.😊

오늘은 제품 출시, 판매 공지가 아니라 논문에 근거한 연구 공유입니다.

그간 웨이브컴퍼니가 무엇을 위해 어떤 연구들을 해왔는지

그에 대한 성과는 무엇인지 등

하나하나 보여드리면서 끊임없이 나아가는 저희의 모습을 공유하고자 합니다!

다소 어렵고 생소하실 수 있지만

이런 노력과 연구들을 통해 제품이 나오는구나라고 봐주시면 좋을 거 같습니다😉

왜 이 연구였을까?

문제의식

VR은 시각과 청각 중심의 몰입은 충분하지만, 피부에서 느껴지는 감각이 비면

 “진짜 같다”는 느낌까지 도달하기 어렵습니다.

연구 목표

VR 장면에서 사건이 일어나는 바로 그 순간에 대응되는 촉각을 함께 주면, 사용자가

 “VR로 훈련 중”이라는 인식에서 “현실과 유사하게 훈련 중”이라는 인식으로 바뀌는지

 데이터로 확인하는 것이 목표였습니다.

방법 개요

전기자극 햅틱 장치를 제작해 Meta Quest + Unity 콘텐츠에 동기화했습니다.

전기자극을 사용한 경우와 사용하지 않은 경우를 비교했고

결과는 주관 지표와 객관 지표로 확인하도록 설계했습니다.

무엇을, 어떻게 만들었을까?

시스템 한눈에 보기

VR 장면에서 사건이 발생하면(예: 물체 충돌, 레버를 잡고 유지)

그 사건을 촉각 신호로 즉시 변환합니다. 핵심은 두 가지입니다.

첫째, 화면에서 일이 벌어지는 타이밍과 피부에서 자극이 들어오는 타이밍을 겹치게 만드는 것.

둘째, 사건의 성격과 촉각의 질감이 논리적으로 어울리게 설계하는 것입니다.

가상 현실 교육 콘텐츠 구현

콘텐츠는 “간단한 공구 사용 교육” 맥락으로 구성했습니다.

짧고 강한 충돌/타격에는 피부에서 “툭!” 하고 오는 순간 감각을 설계했고, 레버를 잡고 유지하는

동작에는 완만하거나 주기적인 감각을 사용해 “누르고 있는 느낌”을 재현했습니다.

정밀 조립/맞물림 순간에는 과도한 세기를 피하고 더 섬세한 감각을 배치해 이질감을 줄였습니다.

가상의 이미지

자극 설계: 파형 라이브러리와 튜닝

이번 연구에서는 다양한 파형 조합을 준비해 장면의 성격에 맞춰

 주파수·세기·지속을 조정하며 실험했습니다.

이때 “파형 라이브러리” 관점에서 어떤 상황에서 어떤 질감을 주는 파형이 더 설득력 있는지

 반복 측정과 튜닝으로 확인하는 방식으로 연구를 진행했습니다.

전기자극에서 자주 나오는 용어를 간단히 정리하면 이해가 쉬워집니다.

파형은 피부에 전달되는 감각의 모양을 뜻하고

주파수는 그 자극이 초당 몇 번 반복되는지를 말합니다.

강도는 피부가 느끼는 자극의 세기, 지속시간은 한 번의 자극이 얼마나 오래 이어지는지를 의미합니다. 연구에서는 장면의 성격에 맞춘 이 네 요소의 조합을 반복적으로 조정, 측정해

화면에서 벌어지는 사건과 피부에서 느껴지는 질감이 어긋나지 않도록 다듬었습니다.

Oscilloscope를 이용하여 측정한 파형

파형 측정은 어떻게 했을까? — ElecSil 기반 R&D 경험

웨이브컴퍼니는 과거 ElecSil(전도성 실리콘) 전극을 연구·개발해 왔습니다.

이때 축적된 전극 테스트 환경과 측정 노하우가 있어

다양한 파형을 안정적으로 측정·검증할 수 있었습니다.

웨이브컴퍼니 ElecSil

동기화와 지연 관리

시각·청각·촉각의 타이밍 불일치는 즉시 이질감으로 이어집니다.

그래서 장면 설계 단계부터 프레임 안정성을 점검하고,

사운드 효과의 시작점과 촉각 자극의 시작점을 한 박자로 맞췄습니다. 목표는 단순합니다.

화면에서 사건이 일어나는 그 순간, 소리와 피부 감각이 동시에 도착하도록 만드는 것.

강도 자동 보정

장면 속 속도나 가속도 같은 변수를 참고해 자극 세기가 자연스럽게 달라지게 했습니다.

세게 치면 더 강하게, 살짝 닿으면 약하게.

사용자의 동작 변화가 곧바로 촉각 변화로 이어지도록 설계해 연동감을 높였습니다.

착용과 전극의 일관성

자극이 안정적으로 전달되려면 전극이 항상 같은 자리에 정확히 붙어 있어야 합니다.

그래서 전극의 참조 위치를 정하고 반복 착탈 시에도 위치가 크게 흔들리지 않도록 고정해

데이터와 체감의 일관성을 유지했습니다.

케이블이나 하드웨어가 과도하게 노출돼 몰입을 방해하지 않도록 배려한 점도 함께 기록합니다.

평소와 다르게 다소 어려운 이야기들이었는데요.

 "소비자에게 더 좋은 제품을 제공하기 위해 이런 연구와 노력이 들어가는구나"

정도로만 생각해주시면 좋을 거 같습니다😄

오늘은 “어떤 장치를 어떻게 연결해 어떤 방식으로 촉각을 만들었는가”를

구현 중심으로 살펴봤습니다.

다음 2편에서는 성능 검증과 결과에 대해서 정리할게요!

그럼 다음 편에서 뵙겠습니다! 😊