[인더스트리뉴스 조창현 기자] 최근 VR 환경에서 사용자 동작을 실시간으로 정확하게 인식하는 새로운 기술이 개발됐다. 빠르고 정확한 동작 인식은 실제와 가상 세계간 유사도를 높여 사용자가 VR 환경에 보다 몰입하도록 도울 수 있다.

광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 융합기술학제학부 김경중 교수연구팀이 기존 웨어러블 센서에 의존하던 방식에서 벗어나 고해상도 카펫형 촉각 센서로 사용자 발 압력 데이터를 상세히 분석해 행동을 인식하는 기술을 개발했다고 31일 밝혔다.

김경중 교수는 “새로운 연구 성과는 웨어러블 장치 없이도 사용자 동작을 보다 자연스럽고 편안하게 인식할 수 있는 인터페이스로서 활용이 기대된다”며, “가상현실에서 자연스러운 이동성과 관련된 문제를 해결하고, 보다 몰입감 있는 사용자 경험을 제공할 수 있는 새로운 가능성을 열 것으로 기대한다”고 말했다.

고해상도 센서로 족압 데이터 분석

GIST에 따르면 김경중 교수연구팀은 센서를 통해 얻은 고해상도 발 압력 데이터에 대한 처리를 위해 비전 트랜스포머(ViT) 기반 새로운 AI 모델인 ‘자가 학습 비전 트랜스포머(Self-Teaching Vision Transformer, STViT)’를 개발해 유사한 동작도 정확하게 구분할 수 있도록 했다. 구체적으로 새로운 기술은 고해상도 카펫형 촉각 센서로 족압 데이터를 분석해 사용자 행동을 인식한다.

연구팀이 활용한 비전 트랜스포머는 이미지를 작은 조각으로 나누고 각 조각을 분석해 전체 이미지를 이해하는 AI 비전 분야 최신 기술이다. 관련 기술은 인간이 가진 시각 체계를 모방해 이미지를 높은 정확도로 분류·식별할 수 있도록 도우며 복잡한 영상을 실시간으로 분석해 이상행동을 정확하게 감지할 수 있도록 지원한다.

새로운 AI 모델은 기존 데이터 효율적 이미지 변환기(Data-efficient Image Transformer, DeiT)와 창 이동 비전 변환기(Shifted window Vision Transformer, SwinViT)가 지닌 요소를 통합했다. 또 이전 학습 단계 지식을 활용해 지속적으로 자신을 업데이트하는 자가 학습 방식을 활용했다.

VR 환경 속 자연스러운 이동 구현 지원

지금까지 가상현실 속에서 수행하는 자연스러운 이동은 VR 환경에 대한 몰입감과 상호작용성을 향상하는 기본적인 요소로 관련 연구가 꾸준히 진행돼 왔다. 주된 연구는 제자리 움직임을 인식해 가상 환경 내 움직임으로 구현하는 연구다.

다만 가상 공간과 달리 현실 공간에는 물리적 한계가 존재하기에 기존 연구 방법은 사용자가 센서를 필수적으로 착용해야 한다. 연구팀이 개발한 새로운 기술은 기존에 착용하던 별도 웨어러블 장치가 없더라도 VR 내에서 사용자 동작과 의도를 보다 정밀하게 파악할 수 있도록 지원한다. GIST는 향후 가상 환경에서 자연스러운 이동을 구현하는 데 있어 연구팀이 낸 성과가 활용될 수 있을 것으로 기대된다고 전했다.

특히 새로운 연구는 사용자 인터페이스와 상호작용 방식 측면에서 VR 기술이 갖는 수준을 한 단계 끌어올리는 데 있어서도 도움이 될 전망이다. GIST는 새로운 연구가 VR 환경에 대한 자연스러운 몰입을 돕는다고 강조했다.

한편 김경중 교수가 지도하고 박사과정 이성하·주호택·최윤호, 석사과정 정인식·박동혁 학생이 참여한 새로운 연구는 GIST-MIT AI국제협력사업 및 지역의미래를여는과학기술프로젝트 사업으로부터 지원을 받아 수행됐다.

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