(데일리대구경북뉴스=황지현 기자)국립금오공과대학교(총장 곽호상) 컴퓨터공학부 소프트웨어전공 학부생인 4학년 이제민 학생이 제1저자로 참여한 논문이 전기·전자 분야의 SCI급 국제 저명 학술지인‘IEEE Access’에 게재됐다.

논문 제목은 ‘A Head-Driven Algorithm for Estimating Upper and Lower Body Motion in Virtual Reality Environments(가상현실 환경에서 상·하체 움직임을 추정하기 위한 헤드 기반 알고리즘)’으로, 4학년 이제민 학생(제1저자)과 김정현 학생(제2저자)이 참여했으며, 김영원 교수가 지도했다.

이제민 학생은 외부 센서 없이도 사용자의 상체와 하체 움직임을 정밀하게 추정할 수 있는‘헤드 데이터 기반의 상·하체 움직임 추정 알고리즘’에 대한 연구를 수행했다. 이 알고리즘은 VR(Virtual Reality; 가상 현실) 환경에서 사용되는 헤드 마운트 디스플레이(Head-Mounted Display, HMD)만으로도 사용자의 실제 움직임을 반영할 수 있도록 설계됐으며, 몰입형 아바타 인터랙션 구현에 필요한 핵심 기술이다.

이번 연구는 기존 VR 시스템이 외부 모션 캡처 장비나 센서에 의존해 상·하체의 움직임을 추정했던 한계를 극복하고자, 머리 회전 축(head rotation axis)과 HMD의 위치 변화만을 이용해 사용자의 몸 전체의 기울기와 굽힘 정도를 계산하는 방식을 제안했다.

특히, 별도의 장비 없이 아바타가 사용자의 상체 기울기나 하체 움직임을 자연스럽게 따라할 수 있도록 함으로써, 자원 효율성과 몰입감을 동시에 확보한 것이 큰 특징이다.

해당 기술은 가상현실 기반의 훈련 시스템, 교육 시뮬레이터 등 다양한 분야에 적용할 수 있으며, 특히 다중 사용자 환경에서도 낮은 연산 비용으로 정밀한 추정을 구현할 수 있다는 점에서 높은 효율성과 실용성을 보여준다.

이제민 학생은 “기존 VR 시스템은 상·하체를 정밀하게 추정하기 위해 많은 센서와 장비가 필요했지만, 이번 연구를 통해 HMD 단독으로도 아바타의 자연스러운 움직임을 구현할 수 있다는 결과를 도출했다.”며, “이번 연구를 바탕으로 VR 인터랙션의 접근성과 몰입도를 동시에 끌어올릴 수 있는 기술적 기반이 마련되기를 기대한다.”고 밝혔다.

지도교수인 김영원(컴퓨터공학부 소프트웨어전공) 교수는 “가상현실, 확장현실의 접근성이 낮은 가장 큰 이유는 여러 하드웨어를 필요로 하는 사용자의 심리적 장벽 때문이다. 이번 연구를 통해 센서나 특수 장비 없이도 사용자의 상·하체 움직임을 정밀하게 추정할 수 있음을 확인하였기에, 앞으로 가상현실 기반의 각종 교육, 국방 가상 훈련, 엔터테인먼트 등 실감콘텐츠 등에서 사용자 아바타의 몰입감과 신체 반응성을 개선하는 핵심 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.”고 말했다.

또한 “향후 이 알고리즘이 VR 디바이스 상용화 플랫폼에 통합된다면 보다 저비용으로 직관적인 몰입형 가상 체험을 다수가 경험할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 국립금오공과대학교 컴퓨터공학부 소프트웨어전공 확장현실 및 메타버스 연구실(Extended Reality & Metaverse Lab, 지도교수 김영원)에서 주도했으며, 국립금오공대 대학연구과제비 지원을 통해 수행됐다. 관련 논문은 IEEE Access 온라인판(Volume: 13)에 4월 29일자로 게재됐다.