[8장 1] 느끼고 반응하라, 햅틱

8장 인간과 소통하는 인터페이스 연재를 시작합니다.

이번 장에서는 주로 인간의 오감과 인터페이스하는 내용을 주로 다룰 예정입니다.

햅틱(Haptic)은 ‘만지다’라는 의미의 그리스어 ‘Haptesthai’에서 유래되었으며, 초기에 손을 사용하여 느끼는 모든 지각을 의미하는 단어로 사용되었으나, 이제는 인체의 모든 촉감을 사용하는 지각으로 의미가 확장되었다. 국내에서는 삼성전자의 햅틱폰이 판매되면서 낯설지 않은 단어가 되었다. 햅틱 인터페이스는 초기에는 다른 인터페이스의 보조 용도로 주로 사용되었다. 모토롤라는 스타텍을 개발하면서 진동 모터를 휴대폰 최초로 도입하게 된다. 도입 이유는 휴대폰 벨소리를 인식하기 힘들수도 있기 때문에 진동으로 한 번 더 알려주는 기능이었다. 현재는 벨소리로 인한 소음에서 타인에게 피해를 주지 않기 위해서 주로 사용되고 있다. 햅틱은 현재 대표적인 촉각 인터페이스로 널리 사용되고 있으며, 단순 진동 수준에서 벗어나서 보다 정교해지고 다양한 방식으로 사용되고 있다. 햅틱 인터페이스는 시각과 청각 인터페이스만으로 충족시킬 수 없는 현실감, 정확성 등을 확보할 수 있으며, 실수나 오작동을 감소시킨다.

햅틱 인터페이스가 많이 사용되는 분야는 엔터테인먼트 분야이다. 가정용 게임기 콘솔의 컨트롤러는 포스 피드백이라는 햅틱 기술이 포함되어 있다. 주로 진동모터를 이용해서, 게임의 타격감을 표시하거나 위험 등을 나타날 때 진동 강도를 조절하여 컨트롤러에 전달함으로써 게이머에게 몰입감을 높이는 효과를 가져다 준다. 주로 레이싱 게임에 많이 사용되는 레이싱 휠 컨트롤러는 진동과 강도를 조절하여, 충돌이나 차선 이탈, 도로의 상태 등을 즉각적으로 게이머에게 피드백을 제공해줌으로써 현실감을 극대화시켜주고 게임의 몰입감을 높여주는 역할을 한다. PC의 게이밍 마우스나 키보드에도 햅틱 기능이 내장되어 가정용 게임기의 포스 피드백과 유사한 경험을 제공해주기도 한다. 최근 극장가의 4D 전용 영화도, 햅틱 인터페이스를 적용하여 3D 입체 느낌 뿐만 아니라, 의자의 움직임, 진동 등을 통해서 영화를 실제 체험하는 것과 같은 현실감과 몰입감을 높이는 역할을 제공하고 있다.

현재의 스마트폰에는 기본적으로 정교한 햅틱 인터페이스가 내장되어 있다. 주로 알림과 경고 등에 많이 사용되며, 특정한 햅틱 패턴을 이용하여 진동만을 통해서 메시지나 전화가 온 것과 다른 알림 등을 구분할 수 있도록 설정할 수 있다. 애플은 2015년 맥북의 터치패드와 애플와치에 포스터치(또는 3D 터치)라는 기술을 도입한다. 사용자의 터치 강도를 판별하여, 탭틱 엔진 (햅틱 인터페이스의 애플 명칭)이 정교한 진동을 통해서 실제로 버튼을 누른 것과 같은 효과를 만들어 냈다. 즉, 실제로 물리적인 버튼이 존재하는 것이 아니라 햅틱 기술을 이용하여 진동 피드백을 통해서 사용자는 버튼을 누른 것과 동일한 느낌을 전달해주는 것이다. 애플은 아이폰7을 발표하면서 보다 정교한 탭틱 엔진을 탑재한다. 아이폰7의 홈버튼은 이전과 다르게 물리적인 버튼이 아니며, 탭틱 엔진을 이용하여 유사한 효과를 구현한 것이다. 애플은 아이폰 6S부터 스크린에 보다 정교한 포스터치 기능을 내장하여, 터치하는 부분만 압력을 감지하여 탭틱 엔진을 통해 메뉴 호출이나 이동 등 다양한 기능을 수행할 수 있도록 UI를 개선한 바 있다.

2016년 레노버는 요가북을 발표하면서 새로운 형식의 키보드를 발표한다. 기존의 키보드가 모두 물리적인 버튼 형태를 가지고 있다면 레노버 요가북의 키보드는 평면으로 되어 있으며 필요 시에 조명을 통해서 키보드 자판을 표시해주고, 필기나 그림을 그릴 때는 와콤 펜을 이용하여 그래픽 태블릿과 같은 입력 장치로 사용이 가능하다. 이 키보드에는 햅틱 기능이 포함되어 있어서 평면의 키보드 버튼을 누르면 실제 키보드를 터치하는 것과 같은 진동을 피드백해준다. 사용성은 아직 실제 키보드와는 거리감이 있다는 평가가 많지만 햅틱 인터페이스가 물리적인 키보드를 대체할 수 있다는 가능성을 보여준 사례라고 할 수 있다. 비용적인 문제만 해결이 되고 햅틱 기술이 보다 정교화된다면 듀얼 터치 스크린이 내장된 노트북이 출현할 날도 멀지 않았을 것이다.

햅틱 인터페이스는 의료분야에서도 활발하게 활용이 되고 있다. 햅틱 기술은 의료용 훈련기, 세포조작기, 재활 장비 등에 주로 활용되며 햅틱 피드백을 제공해 줌으로써 실제감을 느끼고 효율성을 증대시키면서 의료 기술을 한 차원 높였다는 평가를 받고 있다. 2015년 경희대 한의과 대학 침구경략과학연구센서에서 발표한 ‘침자수기법을 위한 햅틱시뮬레이션(Haptic Simulation for Acupuncture Needle Manipulation) 연구에서는 햅틱정보 기반 경혈을 개발, 침자수기법 연습이 가능하도록 했다. 침술 자체를 실제 인간이 아닌 햅틱 시뮬레이션을 통해, 실제 시침하는 것과 같은 경험과 연습을 할 수 있도록 해준 것이다. 현대 병원에서는 수술 시에 로봇을 이용하는 경우가 많아지고 있다. 정교한 시각과 청각을 통해서 수술을 진행할 수 있지만, 햅틱 기술을 적용하여 조직과 뼈와 같이 촉각에 대한 피드백을 제공하고 의사의 손떨림 등을 제거함으써 보다 수술의 정확성을 높이고 있다. 인간의 오감 중 시각과 청각과 같이 손상이 되기 쉬운 감각이 있는 반면에 몸 전체에 걸쳐 있는 촉각은 감각 손실의 가능성이 적기 때문에 재활 등의 피드백 장치로 활용 가능성이 높다고 한다. 가상 시뮬레이션 장치와 결함하여 재활 운동 등에 활용하는 연구가 적극적으로 진행 중이라고 한다.

진동과 같은 햅틱 피드백은 안전과 관련된 분야에서 많이 활용되고 있다. 위험이나 경고과 같은 상황이 발생했을 때 햅틱을 통해서 알려주는 기능이다. 최근 자동차 분야에서 이를 적용한 기술이 많이 선보이고 있다. 졸음 운전이나 기타 상황에서 차선을 이탈하게 되면 운전대에 내장된 햅틱 엔진이 진동으로 이를 운전자에게 알려주어서 사고의 위험을 줄이는 것이 그것이다. 최근 GM사는 특허를 획득한 햅틱 시트를 국내에 출시되는 이쿼녹스에 탑재했다고 발표했다. 자동차가 위험한 상황을 감지했을 때 경고음 대신 진동으로 운전자에게 경고 신호를 주는 시스템인 햅틱 시트는 신호음으로 인한 피로감을 줄일 수 있고, 동승객에게 불안감을 주지 않으면서 운전자에게는 효율적으로 위험상황을 전달할 수 있는 최첨단 안전 시스템이다.

이외에도 콘티넨탈은 '능동형 햅틱 피드백 터치패드'를 개발하여 블라인드 컨트롤이라는 시스템을 발표한다. 콘텐넨탈의 인간과 기계간 상호작용을 연구하는 HMI 연구원들은 차량용 안전장치와 편의장치 조작 시 발생하는 주의력 분산을 막기 위해서 고안했다. 햅틱 피드백을 내장한 터치패드와 화면 표시부를 분리하여, 사용자는 조작을 위해서 시선을 옮기지 않고 손으로 터치패드를 조작하여 햅틱으로 버튼 클릭 등에 대한 패드백을 제공해 줌으로써, “이 장치를 사용한 운전자는 도로로부터 시선이탈 시간이 23%만큼 감소했고, 능동형 햅틱 피드백이 없는 장치를 사용할 때 보다 33% 만큼 짧은 시간에 조작을 완수했다”고 말했다.

햅틱은 시각 장애인을 위한 인터페이스로써 청각 인터페이스와 함께 유용한 기술이다. 시각 장애인이 길을 찾거나 이동을 하기 위해서는 많은 불편함이 따른다. 이를 네비게이션과 연계하여 햅틱 인터페이스를 통해서 방향과 위험요소를 알려줌으로써 보다 안전하고 편리하게 이동이 가능하다. 인도출신 기업인 Lechal (인도말로 ‘그 곳으로 나를 데려가 주세요’라는 뜻을 가지고 있다)사는 시각 장애인이 길을 다니면 얼마나 불편할까라는 생각에서 영감이 떠올라서 신발에 달아 쓰는 햅틱 피드백 기반의 네이게이션 및 운동 트랙킹 기기를 세계 최초로 발명을 했다. 양쪽에 달린 햅틱 피드백기기와 스마트폰을 연동하여 목적지를 설정해 놓으며, 별도로 스마트폰을 볼 필요없이 방향을 양발에 달린 햅틱 피드백 기기를 통해 전달해 줌으로써 도보나 자전거 등을 이용할 시에 쉽게 목적지에 도달할 수 있도록 해주는 기기이다. 이처럼 햅틱 피드백은 시각과 청각 인터페이스를 사용할 수 없을 때 사용되거나 보조 용도로 사용할 수 있는 인터페이스로서 각광을 받고 있다.