[IITP] VR/AR 기반 텔레오퍼레이션 기술 동향

[ 텔레오퍼레이션 기술의 적용 분야 ]

 

 

- 출처 : [IITP] VR/AR 기반 텔레오퍼레이션 기술 동향 - 한국전자통신원 최진철 선임, 박찬원 책임, 박준희 책임

 

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I. 서론

 

- 사람의 이동과 관련한 비용/시간을 줄이기 위한 혁명은 아직 진행 중이다. 지식은 디지털 파일로 저장되어 지구 반대편까지 수 초 만에 전달될 수 있지만, 사람은 아직 차량, 선박, 비행기 등의 교통수단에 실려 이동할 수밖에 없고 일부 구간에서는 비용과 시간의 문제가 아직 남아있는 상황이다.

 

- 2020년 초반부터 불어닥친 COVID-19 팬데믹은 사람의 이동과 교류 등의 사람들의 사회활동에 커다란 변화를 몰고 왔다.

 

- 이른바 온택트(Ontact)와 디지털 라이프스타일이 우리의 새로운 일상 속 뉴노멀(New normal)로 자리 잡게된 것이다. 이러한 변화는 궁극적으로 사람이 이동하지 않고 목적을 달성하기 위한 것이다.

 

- 구체적으로 원거리의 사용자들이 같은 장소에 모여 서로 대면 접촉하는 것과 같은 경험을 제공하는 텔레 프레즌스(Telepresence), VR/AR 기술을 이용하여 거리의 제약을 극복하고 로봇이나 사물 조작을 통해 노동력이나 대면 서비스를 제공할 수 있는 텔레오퍼레이션(Teleoperation) 등의 기술이 “사람의 이동 비용/시간”을 감소시키기 위한 중요한 대안으로 등장하고 있다.

 

 

 

 

II. 텔레프레즌스와 텔레오퍼레이션의 개념

 

- 텔레프레즌스는 사람이 원거리의 장소에 존재하는 것처럼 느끼게 해주고, 상대방이 주위에 있는 것처럼 현장감을 제공해주는 일련의 실감 기술을 말한다.

 

- 텔레오퍼레이션은 원거리에서 기계나 로봇 등의 사물을 조작하는 제어 기술을 일컫는다.

 

- 몰입감 높은 텔레오퍼레이션 경험을 제공하기 위해서는 시각, 청각, 촉각, 움직임, 자극에 의한 피드백 등 사람이 인지할 수 있는 감각정보를 효과적으로 수집하고 표현하는 요소 기술이 중요하다. 그리고 원격 조작에 의한 즉시 응답성을 만족하기 위한 고속통신 기술과 지연 시간(latency) 최소화 기술, 그리고 사용자의 원격 조작을 모사할 수 있는 에이전트 구동 기술이 요구된다.

 

[ 텔레오퍼레이션 시스템 모델의 예 ]

 

 

 

III. 텔레프레즌스와 텔레오퍼레이션 기술 동향

 

1. AR/VR 기반 텔레프레즌스 및 텔레오퍼레이션 시스템

 

[ 텔레프레즌스 로봇 ]

 

 

[ MS의 AR/VR 로봇 융합형 텔레프레즌스 서비스 VROOM ]

 

 

2. 텔레오퍼레이션을 위한 손동작 및 제스처 정밀 추적 기술

 

[ 손동작 및 제스처 추적 기술 ]

 

[ 손동작 추적 및 햅틱 기능 제공을 위한 글러브형 컨트롤러 ]

 

 

3. 텔레오퍼레이션을 위한 촉각 센서와 햅틱 기술

 

- 햅틱 기술이란 기기와 접촉할 때 사람의 촉감을 자극해 실물을 만지고 있는 느낌을 전달하는 실감 전달 기술이다.

 

[ 촉감 제공을 위한 햅틱 센서와 촉각 정보 수집 센서 ]

 

 

IV. 사용성 높은 텔레오퍼레이션을 위한 VR/AR 기술 요구사항

 

- 몰입감 제공을 위한 디스플레이 기술 요구사항

 

 

- 디스플레이 관점에서 텔레오퍼레이션 통합 시스템에서의 지연시간을 감소시키는 것이 중요하다. 시스템 지연시간은 사용자의 동작이나 입력이 원격장치나 시스템에 전달, 응답되어 사용자가 인지하는 데까지의 소요시간이라 볼 수 있으며, 입력장치 지연, 구동장치 지연, 영상촬영 장치와 디스플레이 지연, 양방향 정보 동기화 지연, 통신 네트워크 지연 등 다양한 영향을 모두 받을 수밖에 없다.

 

- 사람은 일반적으로 10~20ms의 지연을 인지할 수 있으며, 1초 이상의 지연이 있으면 소통에 불편함을 느끼고 중단하게 되는 것으로 알려져 있다.