거울 등 사물을 터치스크린으로 활용해 영상을 본다

KAIST 신인식-김효수 스마트폰 기반 터치사운드 위치파악 기술 개발

아침 출근 준비에 바쁜 와중에 양치질하며 거울을 바라보는 것만으로 날씨나 중요한 뉴스, 유튜브 영상 등을 확인할 수 있다면 큰 도움이 될 것이다.

▲ KAIST 전산학부 신인식 교수와 김효수 연구교수팀이 스마트폰 기반의 터치 사운드 위치파악 기술을 개발했다 ⓒKAIST

KAIST 전산학부 신인식 교수와 김효수 연구교수팀이 이를 현실화하는 스마트폰 기반의 터치 사운드 위치파악 기술을 개발했다.

이 기술은 사람들이 항상 휴대하는 스마트폰, 태블릿 PC 등을 사용한 기술로, 언제 어디서나 책상 등 주변 사물들을 가상 키보드로 활용해 장문의 문자, 메일 등을 손쉽게 작성할 수 있고 체스와 같은 보드게임도 즐길 수 있다.

또 단순 디스플레이 기능만 제공하던 스마트 TV나 거울과 같은 스마트기기에 터치 입력 기능을 삽입해 좀 더 편리하고 효율적인 기기 활용을 할 수 있다.

연구팀이 개발한 시스템은 지난 11월4~7일 중국 선전에서 열린 모바일 및 센싱 분야의 최고 권위 국제학회 ACM SenSys에서 발표돼 호평을 받았으며, 우수성을 인정받아 ‘베스트 페이퍼 러너-업 어워드(best paper runner-up award)’를 수상했다.

연구팀은 사용자가 손톱 등으로 사물을 터치했을 때 발생하는 터치 충돌 소리가 고체 표면을 통해 전달되는 과정을 분석했다.

소리가 공기를 통해 전달될 때와는 달리 고체 표면에 전달될 때에는 주파수에 따라 다른 속도로 전달되는 분산(dispersion) 현상을 겪는다.

분산 현상으로 인해 주파수별로 소리 도달 시간 차이는 소리 전달 거리에 비례해 증가하며, 주변 소음이 변화해도 비례 관계는 변하지 않는다.

▲거울을 터치스트린으로 사용하는 시험 ⓒKAIST

김효수 연구교수는 이러한 관찰에 기반해 고체 표면을 통해 전달된 터치 소리를 스마트폰에 녹음하고 간단한 조정 과정을 통해 주파수별 소리 도달 시간 차이와 소리 전달 거리의 관계를 파악했다.

이후 이 값을 이용해 사용자의 터치 입력 위치를 정확하게 계산하는 기술을 개발했다.

개발한 시스템은 약 17인치의 터치스크린에서 평균 0.4cm 이내의 측정 오차를 보였다.

특히 나무 책상, 유리 거울, 아크릴 보드 등 다양한 종류의 사물에서 주변 물체의 위치나 소음이 변하는 상황에서도 항상 1cm 이내의 측정 오차를 기록하는 정확성을 보였다.

특히 기존 기술이 터치 입력 위치파악에만 수백 초 소요되는 것과 달리 정확성과 편리한 사용을 위해 약 10초 이내의 간단한 조정을 통해 기술을 적용하는 데 성공했다.

신 교수는 “우리가 주위에서 흔히 볼 수 있는 거울, 책상, 벽 등의 표면을 마치 터치스크린처럼 사용할 수 있다면 재미있고 유용한 앱들이 많이 활성화될 것”이라며 “이 기술은 마이크로폰 3~4개 설치만으로도 터치 입력을 가능하게 하는 새로운 터치 인터페이스 기술”이라고 설명했다.