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기계공학과 재학생팀, 메타버스 인터페이스 장치 개발

2022-12-28 교육

기계공학과 16학번 이민우, 하민혁, 17학번 유준상, 18학번 은유빈 학생이 ‘2022 LINC 3.0 캡스톤디자인 경진대회’에서 최우수상을 받았다. 이들은 메타버스 인터페이스 장치(Metaverse Interface Device)를 개발해 대회에 참가했다. 사진 왼쪽부터 기계공학과 하민혁, 유준상 학생, 이원구 교수, 이민우 학생. 은유빈 학생은 개인 사정으로 인터뷰에 참여하지 못했다.

‘2022 LINC 3.0 캡스톤디자인 경진대회’ 최우수상 받아
“외골격 장치로 가상현실 몰입도 높여, 캡스톤디자인 수업으로 많은 경험 얻어”

경희는 2단계 LINC 사업인 사회맞춤형 산학협력 선도대학(LINC+) 육성사업에 이어 올해 5월 3단계 산학연협력 선도대학 육성사업(LINC 3.0)에 선정되며 산학연협력 활성화에 매진하고 있다. 산학연 연계 교육과정을 개설하고, 인력양성을 위한 다양한 활동을 전개했다. 이에 따른 정성적 성과도 연이어 도출됐다. 한국연구재단에서 주관한 두 차례의 공모전에서 각각 대상과 최우수상을 받으며 경희의 산학협력 교육의 우수성을 알린 것이다. 외식경영학과 오재원 학생에 이어 ‘2022 LINC 3.0 캡스톤디자인 경진대회’에서 최우수상을 받은 기계공학과 재학생 팀을 만났다. <편집자 주>

기계공학과 16학번 이민우, 하민혁, 17학번 유준상, 18학번 은유빈 학생이 뭉쳐 ‘2022 LINC 3.0 캡스톤디자인 경진대회’에서 최우수상을 받았다. 캡스톤디자인 경진대회 수상은 경영학과 재학생 팀이 우수상을 받은 이후로 2년 만이다. (관련 기사 보기) 이들은 기계공학과 이원구 교수의 지도 아래 메타버스 인터페이스 장치(Metaverse Interface Device)를 개발해 대회에 참가했다.

몰입도 높이는 메타버스 인터페이스 장치 개발, 특허 출원까지 마쳐
이번 수상은 모두에게 기쁜 순간이지만, 하민혁 학생에게는 더욱 특별했다. 그가 고등학생 때부터 상상해오던 아이디어가 실현된 순간이기 때문이다. 하민혁 학생은 “단순히 꿈꿔오던 생각이 대학 입학으로 이론적 배경을 쌓고 캡스톤디자인 수업에서 좋은 팀원을 만나 현실화됐다. 또한 객관적인 평가에서 우수성을 입증해 뿌듯하다”는 소감을 남겼다. 유준상 학생은 “참고 문헌이 적어 방향성을 잡기 어려웠지만, 힘들게 노력한 만큼 좋은 결과를 얻은 것 같다”고 말했다.

코로나19가 전 세계를 덮쳐 대면 접촉이 어려워지자, 많은 사람이 ICT 기술을 활용한 실시간 비대면 의사소통으로 일상을 이어 나갔다. 현실과 경험적으로 다를 바 없는 높은 수준의 가상환경을 뜻하는 메타버스는 인류가 비대면 일상 경험을 넘어 공간을 초월하는 미래 기술로 주목받고 있다. 하지만 현재 메타버스는 몰입도가 떨어진다는 치명적 결점이 있다. 이민우 학생은 “현재 메타버스 환경에서는 시청각만을 활용해 정보를 전달하고 있다. 물체를 만지고, 잡고 드는 기본적 물리적 상호작용이 부족해 메타버스 내 사용자 경험에 부정적 영향을 미친다”고 설명했다.

이들은 몰입도를 높이기 위해 팔과 어깨에 착용하는 외골격 장치를 제안했다. 하민혁 학생은 “신체 윗부분을 구성하는 관절의 각 운동을 계산해 외골격 장치를 정밀하게 만들었고, 이를 메타버스와 연계해 가상현실에서도 물리적 상호작용을 느낄 수 있도록 만들었다”고 말했다. 외골격 구조는 알루미늄 압출 프로파일과 3D 프린팅 구조물로 구성했고, 모터는 오픈소스를 활용해 제어했다.

외골격 장치가 가상현실의 몰입을 높여주는지 실증하기 위한 작업도 있었다. 유준상 학생은 “장치를 착용한 실험 참여자가 가상 공간에서 물체를 잡도록 만들었는데, 참여자 다수가 실제 현실에서 물체를 집은 것과 같은 경험이라 밝혔다”고 말했다. 이민우 학생은 “기존의 메타버스는 소프트웨어로 몰입도를 높이는 데 치중했다면, 이번 작업은 기계공학적 지식을 살려 하드웨어를 통해 몰입도를 높이는 방향을 제시해 의미 있다”고 평했다. 개발한 메타버스 인터페이스 장치는 혁신성을 인정받아 2022년 LINC 3.0 캡스톤디자인 대표 성과로 선정됐고, 전국 대학을 대표해 ‘2022 산학협력 EXPO’에서 시연했다. 또한 특허 출원을 통해 지식재산권도 확보했다.

하민혁, 이민우 학생은 개발한 장치를 기반으로 사업화에 나선다. 이들은 최근 창업보육센터 입주기업으로도 선정됐다.

“체화된 지식을 녹여낼 기회, 성취감도 배가“
학생들은 캡스톤디자인 과목을 수강하게 된 계기와 장점을 설명했다. 하민혁 학생은 “캡스톤디자인 과목은 결과물을 만드는 과목이다. 기계공학과를 전공한 입장에서 무언가를 남기고 졸업하고 싶었기 때문에 수강을 선택했고, 실제로 내 이름이 담긴 결과물이 도출돼 성취감도 느꼈다”고 말했다. 이민우 학생은 “공학이란 이론을 토대로 설계도를 그리고, 실험과 검증을 반복하는 과정이라 생각한다. 그런 의미에서 캡스톤디자인 과목은 공학을 실현하는 과목이라 여겼고, 실제로 수강해보니 대학 생활을 녹여낼 수 있는 좋은 경험이었다”고 말했다. 유준상 학생은 “이론 공부에서 벗어나 팀원들과 제작하고, 소통하는 법을 배웠다. 다른 학우들도 꼭 들어보길 바란다”고 수강을 독려했다.

주제 설정부터 제작까지 모든 과정을 학생들이 주도적으로 진행한 만큼 배운 점도 많았다. 이민우 학생은 “지금껏 전공 수업을 들으며 체화된 지식을 녹여낼 기회였다. 또한 실제 제작을 하면서 한 전공에 국한된 지식으로 부족하다는 사실을 깨달았다. 기계공학 외에도 전자공학, 컴퓨터공학적 지식도 요구돼 정말 많은 공부를 할 수 있던 시간”이라고 토로했다. 하민혁 학생은 “제품 실체화 단계부터 특허 출원까지 지도교수님의 많은 도움을 받았다. 하지만 한편으로 부족한 부분을 느낄 수 있던 시간”이라고 말했다.

성과 도출의 밑바탕에는 이원구 교수의 세심한 지도가 도움이 됐다. 학생들은 “학생이 하고 싶은 연구를 자유롭게 진행할 수 있도록 기회를 주셨다. 자유 주제임에도 이론적 배경부터 진행까지 전체적인 방향성을 제시해주셔서 재밌게 연구를 마칠 수 있었다”며 이원구 교수의 지도 방향을 설명했다. 이원구 교수는 스스로 “판을 까는 역할”이라고 설명했다. 그는 “교수는 학생이 목표한 지점까지 도달할 수 있게끔 유도해야 한다”고 덧붙였다. 이원구 교수는 디자인 싱킹을 기반으로 캡스톤디자인 수업을 운영했다. △공감 △문제 정의 △아이디어 구체화 △시제품 제작 △테스트까지 각 단계를 거치며 학생이 선택한 주제에 관심을 기울이게 안배했다.

성취를 거둔 제자들을 향한 애정 어린 칭찬도 있었다. 이원구 교수는 “단순히 학점을 이수하기 위해 수업을 듣는 자세가 아니라 도전했기 때문에 좋은 결과를 얻었다고 생각한다. 부족한 부분을 파악하고 그것을 극복하기 위해 개인 시간을 투자하며 노력한 점을 칭찬하고 싶다. 또한 선택한 주제와 도출한 결과물이 앞으로도 무궁무진하다. 게임산업, 군대, 실버케어 등 미래 수요가 높은 만큼 더 정진하고 나아가길 바란다”고 응원했다.

하민혁 학생과 이민우 학생은 개발한 장치를 기반으로 창업에 뛰어들었다. LINC 3.0 사업단에서 진행하는 KVS 5기 사업에 선발돼 예비 창업자 단계를 거쳐, 창업보육센터의 입주 기업으로도 선정됐다. 학생들은 “최근 캡스톤디자인 경진대회의 연장선으로 산학협력 EXPO에서 전시를 진행했는데, 감사하게도 여러 회사로부터 협력 제안도 받았다. 앞으로 장치의 범용성을 확보하도록 연구해 상용화를 위해 노력할 것”이라고 입을 모았다. 유준상 학생은 “창업에는 함께하지 않지만, 캡스톤디자인 과목을 수강하며 다진 개인 역량을 모아 취업을 준비할 계획”이라며 “아이디어 제안, 문제 포착, 해결 방안 제안 등 배운 부분을 실무에 적용하는 공학도가 되겠다”고 말했다.

글 김율립 yulrip@khu.ac.kr
사진 정병성 pr@khu.ac.kr

ⓒ 경희대학교 커뮤니케이션센터 communication@khu.ac.kr

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