“손끝 촉감이 뇌를 속인다”⋯포스텍, 가상현실 몰입도 뇌 영상 측정 성공

연구 이미지. /포스텍 제공

국내 연구진이 가상현실(VR)을 체험할 때 손끝으로 느끼는 촉감이 뇌를 얼마나 몰입하게 만드는지 뇌 영상으로 정량 측정하는 데 성공했다. 

포항공과대학교(이하 포스텍) 기계공학과 김기훈 교수·석사과정 변준섭 씨 연구팀은 가톨릭대 성모병원, 한국기초과학지원연구원(KBSI)과의 공동 연구를 통해 VR 속 촉각 경험이 뇌 활동에 미치는 영향을 분석하는 데 성공했다고 20일 밝혔다. 

그동안 VR 기술은 의료, 교육, 게임 등 다양한 분야로 확대됐으나 사용자의 몰입도를 객관적으로 측정할 방법이 없었다. 뇌 활동을 정밀하게 촬영하는 MRI(자기공명영상)는 강력한 자기장을 사용해 금속 재질의 기존 전자식 촉각 장치를 함께 사용할 수 없었기 때문이다.

연구팀은 금속 대신 공기의 압력으로 작동하는 비자성 소재의 ‘공압(pneumatic) 방식 손가락 촉각 장치’를 독자 개발해 이 난제를 해결했다. 이 장치는 네 손가락에 독립적인 촉감을 전달하면서도 MRI의 뇌 영상 품질에 전혀 영향을 주지 않는다.

연구팀이 3T(테슬라) fMRI(기능적 자기공명영상)로 실험한 결과, VR 환경에서 손끝에 촉감이 전해질 때 감각 영역뿐 아니라 운동·주의·인지 처리를 담당하는 넓은 뇌 영역이 활성화됐다. 특히 촉각이 시각·청각 정보와 정확히 일치할 때 뇌의 반응이 가장 강력했다.

이 기술은 향후 의료용 수술 시뮬레이션 훈련, VR 치료 프로그램의 효과 검증, 원격 수술 로봇 등 고도의 정밀성과 몰입도가 요구되는 다양한 산업 분야에서 표준 평가 지표로 활용될 전망이다.

김기훈 포스텍 교수는 “이번 연구는 주관적 설문이 아닌 객관적인 뇌 활동 데이터를 통해 VR 경험을 정량적으로 분석할 수 있는 새로운 플랫폼을 제시했다는 점에서 의의가 있다”고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘플로스 원(PLOS ONE)’에 게재됐다.

/단정민기자 [e-mail]