[지금은 과학-영상] 콘택트렌즈 꼈더니 내비게이션이 내 눈앞에

[아이뉴스24 정종오 기자] 초미세 3D 프린팅으로 증강현실(Augmented Reality, AR)을 체험할 수 있는 스마트 콘택트렌즈 제조 기술이 나왔다. 이 스마트 콘택트렌즈는 이용자 눈에 일반 렌즈처럼 착용 가능하다. 실시간으로 이용자가 길을 찾아갈 수 있도록 눈앞에 내비게이션이 펼쳐지도록 AR을 구현했다.

3차원 가상세계를 일컫는 메타버스 시대가 찾아오고 있다. SF 영화에서 많이 볼 수 있었던 가상현실(Virtural Reality, VR)과 AR 기술은 구체화되고 있다.

울산과학기술원(UNIST, 총장 이용훈) 기계공학과 정임두 교수 연구팀과 한국전기연구원(KERI) 스마트 3D 프린팅 센터 설승권 박사 연구팀이 6일 공동으로 AR 기반 내비게이션을 구현한 스마트 콘택트렌즈를 선보였다.

전기적 자극을 받으면 색이 변하는 전기변색물질을 초미세 마이크로 3D 프린팅 기술을 이용해 프린팅했다. AR 기반 내비게이션을 구현했다.

기존의 AR 기기들의 경우 크고 무거울 뿐만 아니라 비싼 가격으로 시장진입이 힘들었다. 반면 스마트 콘택트렌즈는 사람 눈에 일반 렌즈처럼 착용할 수 있어 자연스럽다. 최근 구글 등에서 AR 구현 디스플레이 용도로 스마트 콘택트렌즈 개발에 나서고 있는데 기술 난이도가 높아 상용화까지 시간이 걸릴 것으로 예상된다.

스마트 콘택트렌즈로 AR을 구현하기 위해서는 낮은 전력으로도 구동이 가능한 전기변색 디스플레이가 적합하다. 그 소재로 가격 경쟁력이 높고 색상 간 대비와 전환이 빠른 ‘프러시안 블루’에 주목한다. 기존에는 전기 도금 방식으로 소재를 기판에 필름 형태로 코팅해 사용했다. 다양한 정보(글자, 숫자, 이미지)를 표현할 수 있는 디스플레이를 제작하는 데 한계가 있었다.

UNIST-KERI 공동연구팀은 전기 도금 방식을 사용하지 않는 방법을 연구했다. 핵심은 메니스커스(Meniscus)에 있었다. 메니스커스는 물방울 등을 일정 압력으로 지그시 누르거나 당기면 모세관 현상에 의해 물방울이 터지지 않으면서 외벽에 곡면이 형성되는 현상을 뜻한다.

그 결과 초미세 3D 프린팅 기술을 이용해 렌즈 디스플레이에 마이크로 패턴을 인쇄해 AR을 구현할 수 있는 기술을 개발했다.

주요 기대 활용 분야는 내비게이션이다. 연구팀은 전기변색 디스플레이를 콘택트렌즈에 접목해 실시간으로 이용자가 길을 찾아갈 수 있도록 사람의 눈앞에 내비게이션이 펼쳐지도록 AR을 구현했다. 간단하게 렌즈를 착용하는 것만으로도 AR을 통해 사람의 눈앞에서 내비게이션이 펼쳐진다.

정임두 UNIST 기계공학과 교수는 “이번 성과가 AR 분야는 물론, 프러시안 블루의 마이크로 패터닝이 필요한 배터리와 바이오센서 관련 기업들의 많은 관심을 받을 것”이라며 “앞으로 관련 수요 업체를 발굴해 기술이전을 추진할 계획”이라고 전했다.

설승권 KERI 박사는 “우리 성과는 AR을 구현하기 위한 기존 스마트 고글이나 안경보다 훨씬 편하고 값싼 스마트 콘택트렌즈를 상용화 할 수 있는 3D 프린팅 기술”이라며 “AR 기기의 소형화, 범용성에 크게 이바지할 것”이라고 설명했다.

연구 결과(논문명: Meniscus-Guided Micro-Printing of Prussian Blue for Smart Electrochromic Display)는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’ 1월호에 표지논문으로 실렸다.