삼성전자, AR 및 햅틱 장갑용 가변초점 디스플레이에 사용될 인공근육 구동기 개발

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삼성전자와 아주대 공동 연구팀이 AR 글래스의 가변 초점 디스플레이에 사용가능하고 햅틱 장갑에 사용가능한 인공근육 구동기를 발표했습니다.

- 삼성 뉴스룸 일부 발췌 -

연구팀은 기존 전자기 모터 기반 구동기의 한계를 해결하기 위해 형상기억합금 기반의 인공근육과 유연 소자가 결합된 초경량(0.22 g)·초박형(5 mm 이하)의 다기능 구동기를 설계하고, 웨어러블 기기에서 실제 효과를 입증했다.

AR 안경에 적용한 결과, 연구팀은 사용자가 느끼는 시각 피로도 저감 효과를 확인했다. 해당 구동기가 물체의 초점 거리에 따라 디스플레이와 AR 안경 광학계 사이의 거리를 직접 조절함으로써 시각 피로를 유발하는 수렴조절 불일치 현상을 완화했다.

또 촉각 전달 장갑에 적용한 결과, 연구팀은 실제 손으로 누르는 것과 유사한 촉각을 제공할 수 있음을 확인했다. 해당 구동기는 별도의 센서 없이도 압력을 측정할 수 있는 장점을 갖고 있어, 이를 적용한 촉각 전달 장갑은 매우 얇으면서도 점자 등의 인지가 가능하다. 인지된 점자를 전기 신호로 변환해 전송하면 향후 텔레햅틱(telehaptics) 기술에도 활용될 수 있다.

인공 근육 액츄에이터는 전자기 액츄에이터와 같은 기존의 액츄에이터에 국한된 소형 웨어러블 장치의 실용적인 엔지니어링 문제를 해결합니다.

인공 근육 작동기의 근본적인 장점을 추상화하자면 가변 초점 증강 현실 안경 및 자연스럽게 맞는 햅틱 장갑을 개발하기 위한 감지 기능을 갖춘 소규모, 고출력 작동 시스템을 제공합니다.

여기서는 형상기억합금 기반의 경량 고출력 인공근육 액추에이터, 이른바 컴플라이언트 증폭 형상기억합금 액추에이터를 설계합니다. 가벼운 무게(0.22g)에도 불구하고 액추에이터는 1.7kW/kg의 높은 출력 밀도와 80g의 외부 페이로드에서 300%의 작동 변형률을 제공합니다.