광주과학기술원(GIST)은 윤정원 융합기술학제학부 교수팀이 세계에서 가장 빠르고 가장 얇은 '헬리컬 변속구동 360도 트레드밀'을 개발했다고 15일 밝혔다.
헬리컬 변속 구동은 나선형 모양의 치형을 가지는 기어 구조를 통해 동력을 전달하는 것을 의미한다. 기존 기어구동에 비해 소음 저감 및 동력 전달 성능이 높은 구동방식이다.
연구팀은 기존에 개발한 360도 트레드밀의 낮은 모션 성능의 한계를 넘어서고 50㎝ 이상 과도한 두께에 의한 낙상 위험을 해결하기 위해 연속으로 배치된 특수 헬리컬 풀리 및 헬리컬 기어를 2단으로 적층해 고속·고가감속의 2차원(D) 무한 지면을 구현한 새로운 360도 트레드밀을 개발했다.
360도 방향 트레드밀은 통상적으로 러닝머신이라 불린다. 일반적인 트레드밀은 단방향으로만 보행 운동을 지원하지만 360도 방향 트레드밀을 통한 메타버스 상호작용 플랫폼은 보행 의도를 실시간으로 파악해 2D 모든 방향으로 보행 운동이 가능하다. 사용자 위치를 기준 위치에 계속 유지할 수 있도록 하여, 메타버스에서 구현된 공간을 물리적으로 인터페이스 할 수 있는 장치다.
연구팀이 새로 개발한 360도 방향 트레드밀은 가정에서도 쉽게 설치할 수 있도록 일반적인 러닝머신 수준인 24㎝ 정도의 두께로 설계했다. 안정적인 보행 인터페이스가 가능한 발목 관절 토크 예측 기반의 보행 인터페이스 제어 알고리즘이 적용돼 사용자가 자유롭게 가상공간을 탐험하는 서비스 제공이 가능하다는 장점이 있다.
현재 메타, 디즈니와 같은 빅테크 기업들 또한 인간의 보행을 사용자가 실제로 보행을 경험할 수 있는 차세대 메타버스 상호작용 플랫폼을 위해 다양한 형태의 360도 방향 메커니즘을 개발하고 있다. 연구팀은 17일부터 20일까지 4일간 열리는 '영광 e-모빌리티 엑스포'에서 360도 방향 트레드밀을 전시한다.
윤정원 교수는 “현재 메타버스 세계에서 실제 보행을 할 수 있는 장치에 대한 수요가 증가하고 있는 가운데, 본 연구팀의 초박형 초고속 360도 방향 트레드밀은 가상 환경에서의 자연스러운 보행을 위한 현실적이고 직관적인 사용자 경험을 제공하는 원천기술”이라며 “환자와 노약자에게 안전하고 효과적인 재활 및 치료, 재난 상황 재현을 상정한 가상 현실 교육 및 훈련, 더욱 생생한 경험을 제공하는 경쟁력을 갖춘 혁신적인 엔터테인먼트 및 게임 산업 모델을 제시할 것으로 기대한다”고 말했다.
광주=김한식 기자 hskim@etnews.com
