[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 아침 출근 시간, 양치질하면서 바로 앞의 거울을 통해 ‘터치스크린’처럼 오늘의 중요한 뉴스나 궁금했던 유튜브 영상, 날씨 등을 볼 수 있는 기술이 개발됐다.

KAIST 전산학부 신인식 교수 연구팀은 탁자, 거울 등의 주변 사물을 터치 입력 도구로 사용할 수 있는 스마트폰 기반 터치 사운드 위치파악 기술을 개발했다고 13일 밝혔다.

이 기술은 사람들이 항상 휴대하는 스마트폰, 태블릿 PC 등을 이용한다. 따라서 언제 어디서나 책상 등의 주변 사물을 가상 키보드로 활용해 장문의 문자, 메일 등을 손쉽게 작성할 수 있고 체스와 같은 보드게임도 즐길 수 있다.

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

KAIST 전산학부 신인식 교수 연구팀은 탁자, 거울 등의 주변 사물을 터치 입력 도구로 사용할 수 있는 스마트폰 기반 터치 사운드 위치파악 기술을 개발했다. 2018.12.13. [사진=KAIST]

연구팀이 개발한 시스템은 지난달 중국 선전에서 열린 모바일 및 센싱 분야의 최고 권위 국제학회 ‘ACM SenSys’에서 발표돼 ‘베스트 페이퍼 러너-업 어워드(best paper runner-up award)’를 수상했다.

터치 사운드 기반 입력 기술은 다양한 사용 환경에서도 1cm 이내의 오차를 갖는 정확한 터치 입력을 일관성 있게 제공하는 것이 가장 중요하다.

사용자들은 책상, 벽, 거울 등 매번 다른 재질의 사물을 터치 입력 도구로 활용할 수 있어야 하고, 사용 중에도 책이나 가방과 같은 주변 물체의 위치 및 소음 수준이 바뀔 수 있기 때문이다.

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.

연구진은 이런 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. 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 걸리는 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 말했다.

kimys@newspim.com