드라마 ‘알함브라’속 AR 콘택트렌즈, 실제 가능할까

2018.12.14 18:00
드라마 ‘알함브라 궁전의 추억’에 나오는 AR 장면과 렌즈. TVN캡처
드라마 ‘알함브라 궁전의 추억’에 나오는 AR 장면과 렌즈. TVN캡처

최근 방영하고 있는 드라마 ‘알함브라 궁전의 추억’을 보면 가상의 증강현실(AR) 게임을 소개하고 있습니다. 주인공은 육중한 헤드마운트가 아닌 핸즈프리 이어폰, 콘택트렌즈처럼 눈동자에 넣는 스마트 렌즈만으로 언제 어디서나 AR 게임에 접속할 수 있죠. 이국적인 스페인 그라나다를 배경으로 가상의 무기를 장착해 실감나는 전투를 벌입니다. 

 

컴퓨팅 능력 뛰어나지만 육중한 헤드마운트 

 

가상현실(VR)은 기존의 시야를 모두 차단하고 모든 것을 가상으로 새롭게 만들어냅니다. 이와 달리 AR은 물리적인 현실 세계에 컴퓨터 그래픽을 통해 가상의 이미지를 더해 보여줍니다. 사용자가 실제 세계를 토대로 현실감각을 잃지 않고, 추가되는 가상의 정보들을 활용할 수 있다는 특징이 있습니다. 그 과정에서 플레이어의 다양한 선택이 가능합니다. 게임을 만들어낸 제작자의 의도와 플레이어의 자유로운 의지가 만나 새로운 세계를 경험하는 것이죠. 이러한 AR은 게임을 비롯해 교육, 건축, 과학, 쇼핑, 의료 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.

 

AR게임은 대표적인 성공작 ‘포켓몬고’. 나이언틱 제공
AR게임은 대표적인 성공작 ‘포켓몬고’. 나이언틱 제공

이때 AR 기기의 모양과 크기는 AR 게임을 즐기는 데 중요한 제한 요소가 됩니다. 부피가 큰 헤드마운트나 헤드셋은 혼합현실(MR)과 환경 매핑, 제스터 탐지 등의 고급기능을 지원하며 더 몰입감이 큽니다. 반면에 오래 착용할 경우 육중한 무게를 견디기 힘든 불편함이 큰 단점으로 지적됩니다.  

 

최근 쇼핑에서도 가구나 패션을 AR앱을 통해 시뮬레이션하는 기능이 활용되고 있습니다. IKEA 제공
최근 쇼핑에서도 가구나 패션을 AR앱을 통해 시뮬레이션하는 기능이 활용되고 있습니다. IKEA 제공

마이크로소프트의 AR 헤드셋인 ‘홀로렌즈’는 2015년 개발자용으로 출시해 뜨거운 주목을 받았으나, 부진을 겪다가 최근 3세대를 발표했습니다. 홀로렌즈는 사용자가 직접 3D 그래픽을 증강현실에서 만들 수 있는 환경을 지원합니다. 게임 뿐 아니라 다양한 산업에서 활용할 수 있도록 확장 중입니다.

 

매직리프의 매직리프원. 매직리프 제공
마이크로소프트의 홀로렌즈. 마이크로소프트 제공

미국의 AR스타트업 매직리프가 개발한 ‘매직리프 원’도 헤드셋 안경입니다. 헤드셋 전면부에 카메라와 센서가 달려 있어 주변 환경을 인식합니다. 렌즈를 통해 실제 세계를 보여주며 가구나 벽이 있는 곳에 디지털 이미지가 반응하도록 공간을 구성합니다. 

 

이 제품은 헤드셋과 함께 라이트팩과 컨트롤러가 셋트로 구성됩니다. 헤드셋과 유선으로 연결된 라이트팩은 엔비디아의 테그라 X2 칩셋과 GPU를 탑재한 처리장치입니다. 매직리프원은 현재 개발자용으로 출시돼 있으며, 가격은 2295달러입니다.

 

매직리프의 매직리프원. 매직리프 제공
매직리프의 매직리프원. 매직리프 제공

시각 정보와 음성 정보 활용하는 AR 안경

 

좀 더 가벼운 제품은 없을까요? 헤드셋을 벗어나 고글이나 안경 형태의 제품들도 등장하고 있습니다. 시각 추적과 음성 명령이 결합될 경우, 사용자와의 상호 경험을 향상시켜 다양한 방식으로 정보를 채택하고 가상세계의 창조가 가능해집니다. 

 

최근 페이스북과 스냅챗에 이어 화웨이까지 AR 안경 개발에 뛰어든 가운데, 인텔이 개발한 AR 안경 ‘바운트(Vaunt)’는 일반적인 안경 같은 편안한 모습으로 기대를 모았습니다. 안경다리에 부착된 레이저로 렌즈에 빛을 반사시켜 가상의 이미지를 만들어내는 방식입니다. 카메라와 스피커는 장착되지 않았습니다. 휴대폰에 블루투스로 연결해 쉽게 사용할 수 있습니다. 아쉽게도 인텔은 이 제품의 개발을 중도 포기했습니다.

 

인텔이 개발한 스마트 안경 ‘바운트’. 새로운 시각 정보가 렌즈에 투영되는 방식입니다. 인텔 제공
인텔이 개발한 스마트 안경 ‘바운트’. 새로운 시각 정보가 렌즈에 투영되는 방식입니다. 인텔 제공

오디오 장비 업체 보스도 스마트 AR 선글라스 ‘프레임’을 출시했는데요. 이 제품은 특이하게도 시각적인 요소가 아닌 청각적인 AR 기능만을 지원하는 제품입니다. 음악 플레이어, 내비게이션, 여행 정보 등 각종 앱에 접속할 경우 최신 정보에 대한 음성 명령 및 안내를 지원합니다.

 

겉보기에는 평범한 선글라스이지만 양쪽 다리에 스피커가 내장돼 있습니다. 별도의 이어폰 없이도 소리를 들을 수 있습니다. 한쪽 다리에는 마이크와 다기능 버튼이 있습니다. 프레임은 스마트폰과 연결해 Siri와 같은 보조 프로그램이나 GPS 기능 등을 지원합니다. 9축 헤드 모션센서가 있어 위치와 방향을 추적할 수 있습니다. 자외선 차단도 99% 가능한 이 제품의 가격은 199.95달러로 책정됐습니다.

 

보스의 프레임. 보스 제공
보스의 프레임. 보스 제공

삼성, 소니, 애플 등 AR 소프트렌즈 개발 특허

 

안경보다 더 가볍게, 드라마에서처럼 작고 가벼운 콘택트렌즈만으로 가상의 세계에 접속할 수 있다면 편리하겠죠. 구글을 비롯해 소니, 삼성전자 등 대기업들은 이미 이러한 스마트 렌즈의 특허를 출원한 바 있습니다. 

 

삼성전자가 제시한 스마트 렌즈에는 작은 디스플레이를 비롯해 카메라와 안테나, 눈의 움직임을 감지하는 센서가 장착돼 있습니다. 눈 깜박임은 각종 명령을 입력하거나 사진을 찍고 이미지를 처리하는 데 필요합니다. 센서는 눈의 깜박임을 감지해 사용자의 명령을 스마트폰에 전달하고, 처리된 결과는 즉시 렌즈로 다시 전송되는 구조입니다.

 

삼성의 스마트 렌즈 개념도. 미 특허청
삼성의 스마트 렌즈 개념도. 미 특허청

애플의 스마트 렌즈는 아이폰의 콘텐츠를 사용자의 눈앞에 디스플레이 해줍니다. 이 렌즈는 눈의 움직임을 추적해 사용자의 눈에 투영된 이미지에 디지털 이미지를 병합해 새로운 세계를 제시합니다. 동공 팽창이나 눈깜빡임 등의 움직임을 추적해 사용자가 화면의 일부 콘텐츠와 상호 작용할 수 있는 기능을 제공합니다. 작은 움직임도 예민하게 감지하기 위해 렌즈에 빛을 투과하는 초소형 적외선 방출기를 탑재합니다. 

 

애플의 스마트 렌즈 개념도. 미 특허청
애플의 스마트 렌즈 개념도. 미 특허청

소니 또한 눈의 깜빡임을 통해 이미지를 찍고, 촬영한 이미지를 볼 수 있는 콘택트렌즈형 임베디드 스마트 기기의 특허를 보유하고 있습니다.

 

소니의 스마트 렌즈 개념도. 미 특허청
소니의 스마트 렌즈 개념도. 미 특허청

콘택트렌즈에 LED 탑재 현실화 … 이물감은 어떻게?

 

실제로 이러한 아이디어가 연구된 지는 꽤 오랜 시간이 지났습니다. 지금은 아마존의 부사장인 컴퓨터공학자 바박 파비츠가 2009년 미국 워싱턴주립대에 있을 때, 콘택트렌즈에 발광다이오드(LED) 디스플레이와 미니 회로를 탑재한 연구를 발표한 바 있습니다. 

 

파비츠연구팀이 개발한 LED가 탑재된 스마트 렌즈. 워싱턴주립대학 제공
파비츠연구팀이 개발한 LED가 탑재된 스마트 렌즈. 워싱턴주립대학 제공

최근에는 국내 연구진이 센서와 LED를 탑재한 스마트 렌즈를 개발했습니다. 울산과학기술원(UNIST)과 성균관대 공동 연구팀은 콘택트렌즈에 장착된 센서로 눈물 속 포도당을 감지해 LED를 작동시키는 무선 스마트 렌즈를 개발했습니다. 이 렌즈에는 고감도 센서와 그 정보를 보여주는 LED 디스플레이, 무선 안테나가 탑재돼 있습니다. 이는 2014년 구글이 개발했다가 포기한 스마트 렌즈와 같은 기능의 렌즈입니다. 

 

국내 연구진이 개발한 의료용 스마트 렌즈. UNIST 제공
국내 연구진이 개발한 의료용 스마트 렌즈. UNIST 제공

이러한 연구들은 콘텍트렌즈형 AR 기기의 가능성을 앞당길 아이디어가 될 것으로 보입니다. 물론 아직까지 해결해야 할 과제가 더 많습니다. 미국 IEEE에서 전기전자통신을 연구하는 마이크 주드는 “콘택트렌즈형 AR 기기는 시야의 일부를 어둡게 하고, 각막에 전자장치가 달라붙는 이물감으로 눈을 피로하게 만들 것”이라며 “수분을 함유하고 있는 안구 환경, 무선 주파수와 배터리 등의 난제가 남았다”고 설명했습니다.

 

 

출처 및 참고

https://www.cnet.com/news/magic-leap-works-best-when-it-makes-you-question-reality/ 
https://mashable.com/article/bose-frames-ar-sunglasses/#GWiLZFCBbmqg 
https://www.independent.co.uk/life-style/gadgets-and-tech/google-licenses-smart-contact-lens-technology-to-help-diabetics-and-glasses-wearers-9607368.html 
https://appleinsider.com/articles/18/04/26/apple-exploring-use-of-eye-tracking-technology-in-vr-and-ar-headsets 
https://spectrum.ieee.org/biomedical/bionics/augmented-reality-in-a-contact-lens/0  
https://patents.google.com/patent/US20160097940 

 

※필자소개
이종림. IT전문지 마이크로소프트웨어와 과학동아에서 기자로 일했으며, TV 예능 ‘용감한 기자들’에 출연했다. 최신 IT기기, 게임, 사진, 음악, 고양이 등에 관심이 많다. 

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