[이데일리 김응열 기자] 한양대가 섬유 기반 고주파 센서를 이용해 손가락의 굽힘과 펼침 상태를 감지하는 웨어러블 시스템을 개발하는 데 성공했다.

한양대는 유형석 바이오메디컬공학과 교수 연구팀이 장갑에 통합된 섬유 기반 고주파(RF) 센서를 이용해 네 손가락의 굽힘과 펼침 상태를 동시에 감지하고 이를 디지털 명령으로 변환하는 웨어러블 시스템을 개발했다고 8일 밝혔다.

이번 연구는 손동작 기반 웨어러블 인터페이스의 센서 구성과 데이터 처리 과정을 단순화하기 위해 진행됐다. 연구팀은 유연한 면직물 위에 865MHz에서 동작하는 ‘1입력·4출력 윌킨슨 전력 분배기’를 구현하고 네 개의 출력 경로를 각각 검지·중지·약지·새끼손가락을 따라 배치했다.

손가락을 굽히거나 펴면 회로의 형태와 주변 인체 조직과의 전자기적 상호작용이 달라지면서 각 경로의 신호 크기가 변한다. 연구팀은 이러한 변화를 활용해 별도의 감지 소자를 추가하지 않고도 하나의 섬유형 전파 회로만으로 각 손가락의 상태를 판별했다.

실시간 시연에서는 소프트웨어 정의 무선장치(SDR)를 이용해 네 경로의 신호를 동시에 수집하고 검지·중지·약지·새끼손가락의 펼침과 굽힘 상태를 각각 ‘1’과 ‘0’으로 구분했다. 이어 이를 조합한 4비트 정보에 사전 정의된 대응 규칙을 적용해 0부터 10까지 총 11개의 숫자 명령을 생성했다. 복잡한 인공지능(AI) 모델을 별도로 학습시키지 않고도 규칙 기반 신호처리만으로 손가락 상태를 디지털 명령으로 연결한 것이다.

연구팀은 손가락 상태와 숫자 명령을 웹 대시보드에 실시간으로 표시하는 사물인터넷(IoT) 연계 시스템도 구현했다. 로컬 서버에서 측정 신호를 처리한 뒤 웹 인터페이스에는 원시 신호 전체가 아닌 손가락 상태와 명령을 담은 간결한 데이터만 전달하도록 구성했다. 이를 통해 웨어러블 센서에서 감지한 손동작 정보를 디지털 데이터로 변환하고 통신을 통해 응용 시스템으로 연결할 수 있음을 규명했다.

연구팀은 이번 연구 성과가 향후 손동작 기반 기기 제어와 인간-로봇 상호작용 등 다양한 웨어러블 인터페이스 분야에 활용될 것으로 보고 있다. 아울러 연구팀은 향후 다섯 손가락 전체로 감지 범위를 확대하고 다중 사용자 검증과 장시간 착용에 따른 안정성 평가 등을 통해 기술을 고도화할 계획이다.