햅틱버튼

햅틱버튼(Haptic Button)은 누르거나 터치할 때 진동 반응이 오는 버튼이다.

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개요

햅틱버튼은 진동이나 힘, 충격을 발생시켜 사용자가 촉감을 느끼게 하는 버튼이다. 신체에 직접 신호를 보내기 때문에 반응 속도도 시각보다 열 배, 청각보다 세 배 빠르다. 햅틱버튼은 눌렀다는 느낌을 강조한다는 의미 이상으로, 운전하면서 조작할 때 제대로 눌렀는지 분명하게 알게 한다. 그만큼 운전할 때 시선과 신경을 덜 뺏기는 효과도 있다. 따라서 운전자는 도로 상황에만 집중하면서 정보를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 햅틱버튼의 누르는 감각은 기존 버튼처럼 기분 좋은 탄성을 느끼게 한다. 이렇듯 자동차 분야에서 햅틱 기술은 차량의 안전 운행 및 인포테인먼트 등과 관련되어 운전자와 차량 간 커뮤니케이션을 촉각으로 지원함으로써, 운전자에게 안전, 편안함, 그리고 즐거움을 제공하는 유용한 기술이다.

원리

진동은 진폭과 주파수, 전달 시간 등을 바꿔가며 다양한 촉감 유형을 만들 수 있다. 이 자극을 사람의 피부에 가해 가상의 촉감을 전달하는 기술이 바로 햅틱 인터페이스다. 터치폰의 터치스크린 밑에는 작은 진동 모터가 달려 있다. 터치스크린을 누르면 진동 모터가 작동하고 이때 발생한 진동 자극의 촉감은 누른 손가락의 피부를 통해 사용자에게 전달된다. 햅틱 촉각을 사람이 인지하는 경로는 크게 2가지다. 무게나 형상, 굳기 등 근육이 감지하는 경로와 표면 무늬나 질감, 온도 등 피부가 느끼는 경로다. 크게 힘 인터페이스와 질감 인터페이스로 나눌 수 있다. 미국 기업 센서블테크놀로지(Sensible technology)가 개발한 팬텀 장치가 대표적인 힘 인터페이스다. 이 기업은 팬텀 장치를 이용해 손가락을 넣고 컴퓨터 화면 속의 물체를 움직이면 촉감이 느껴지는 골무를 만들기도 했다. 질감 인터페이스는 진동 모터 같이 작고 효율적인 부품이나 소재로 사람 피부에 자극을 가해 가상의 느낌을 전달한다. 햅틱폰이 가장 단순한 질감 인터페이스의 사례다. 앞으로 질감 인터페이스는 많은 휴대기기에 내장되면서 다양하게 응용될 것이다. 이런 기술은 기본적으로 터치스크린에 진동 모터를 달고, 이를 제어하는 소프트웨어와 촉각 효과 라이브러리, 응용 프로그램과의 연계를 위한 프로그래밍 인터페이스 등으로 실현된다.

장점

촉각 피드백 컨트롤은 오디오 신호의 작동이 효과적이지 않은 시끄러운 장소에서 매우 효과적일 수 있다. 소리를 낼 수 없는 조용한 자리에서도 촉각 신호는 사용자에게 직접 눈에 띄지 않으면서 명확한 피드백을 준다. 밝은 외부 조건의 환경에서는 피드백을 볼 수 없으나 촉각 피드백은 이러한 결점들을 극복한다. 촉각 피드백은 사용자 주변 환경이 산만하거나 사용자가 컨트롤 하는 것을 방해해도 기기와 사용자간에 효율적이고 직접적인 커뮤니케이션이 이루어질 수 있도록 한다. 촉각 피드백 기술은 산만한 환경에서 터치 컨트롤이 갖는 문제를 해결할 뿐만 아니라 조작이 가능한 인터페이스 및 더욱 자연스럽고 직관적인 상호 작용을 제공하는 기능도 강화했다. 또한 뛰어난 유용성은 빠르고 정확한 일 처리, 더욱 만족스러운 사용자 경험을 이끌어냄으로써 인간과 기기 사이의 효과적인 의사소통을 가능케 한다. 연구 결과, 시청각 및 촉각 피드백이 합쳐진 다양한 애플리케이션은 사용자들에게 가장 직관적이면서도 인식 감지 시간을 줄이는 것으로 밝혀졌다. 이처럼 터치 입력에 대한 포괄적이고 일관된 반응으로 인해 사용자들은 기계식으로부터 터치스크린 및 터치 컨트롤로의 변화를 쉽게 받아들일 수 있다. 게다가 햅틱 기술은 사용자들이 개인의 개성을 살리면서도 다양한 촉각 효과들 중에서 자신이 원하는 것을 선택할 수 있는 기회를 제공한다.

활용

헤드업 햅틱 디스플레이

헤드업 햅틱 디스플레이(Head-up Haptic Display)는 자동차 디스플레이에서 화면을 응시하지 않고 촉각으로만 가상 버튼의 위치를 파악해 조작할 수 있는 기능이다. 한국기술교육대학교 김상연 교수 연구팀(김상연 교수, 허용해 박사과정, 김태훈 박사과정)이 금오공과대학교 최동수 교수와 함께 세계 최초로 개발했다. 이 연구팀은 헤드업 햅틱 디스플레이의 유용성을 검증할 수 있는 운전 환경을 개발하고, 디스플레이 조작 시 버튼의 위치를 파악하고 실제 버튼을 누르는 듯한 물리적인 힘까지 생성해 운전자에게 전달할 수 있게 했다. 사람들은 운전 시 시각·청각 정보를 많이 사용하는 반면, 촉각 정보는 운전 시 거의 사용되지 않고 있다. 운전자가 시각의 도움 없이 진동 촉각 신호를 이용해 가상 버튼의 위치를 파악하고, 딱딱하고 무른 정도를 달리 조정하는 햅틱 기능을 이용해 버튼을 누를 수 있도록 개념을 제시했다. 이 기술은 도로에서 운전자가 눈을 떼지 않고 차량의 많은 기능을 안전하게 설정할 수 있게 해 준다. 헤드업 햅틱 디스플레이가 스마트 차량에 적용된다면 운전 안전성이 향상될 것으로 기대된다.

햅틱 스티어링 휠 버튼

햅틱 스티어링 휠 버튼은 세계 최초로 인체공학 햅틱 기술을 적용한 버튼이다. 대성전기㈜가 개발한 이 제품은 운전하면서 음악을 듣거나 전화 통화할 때 운전대에 장착된 버튼을 누르게 되면 다양한 느낌의 진동 촉감을 느낄 수 있다. 조그다이얼 형식으로 만들어진 스위치엔 별도의 소프트웨어가 장착돼 있어 풀터치 휴대폰을 이용할 때와 같은 감촉을 느낄 수 있는 것이 특징이다. 2010년 9월 14일부터 19일까지 독일 프랑크푸르트에서 열린 세계 최대 자동차부품산업 박람회인 '오토메카니카 2010'에서 선보였다. 이 장치를 통해 차선 이탈 등의 상황에서 운전자에게 진동을 통해 알람을 전달할 수 있다.

참고자료

• 〈디지털 촉감의 창조자, 햅틱〉, 《네이버 지식백과》
• 알프레드 우, 〈햅틱의 촉각 감응 기술로 더욱 완벽해진 터치 컨트롤 인터페이스〉, 《테크월드뉴스》, 2009-03-06
• 〈대성전기공업, ‘햅틱’ 스티어링 휠 개발〉, 《한국자동차산업협동조합》, 2010-11-02
• 정진구 기자, 〈(MECHANISM) HAPTIC | 이젠 자동차도 ‘햅틱’이다!〉, 《월간중앙》, 2015-10-26
• 〈(오토저널) 자동차용 햅틱 기술 동향〉, 《글로벌오토뉴스》, 2018-05-08
• 박동혁 기자, 〈한기대, ‘헤드업 햅틱 디스플레이’ 개발...세계 최초〉, 《충청뉴스》, 2023-09-25
• 자동차 칼럼니스트 김종훈, 〈아우디는 뭘 이런 것까지? 신도 악마도 살뜰히 챙기는 이것 때문에〉, 《아우디코리아》

같이 보기

• 햅틱

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