일본의 한 연구팀이 공기 중 초음파를 활용한 3D 공간 측정 및 모션 캡처(Orientator) 기술을 선보였습니다. 이 기술은 3개의 초음파 송신기(transducer)와 3개의 초음파 마이크를 이용해 물체의 위치와 방향을 실시간으로 추적할 수 있습니다. 특히, 기존의 고가 광학식 모션 캡처 시스템과 비교해 훨씬 저렴하고 계산 부하가 낮다는 점이 주목할 만합니다.
이 기술은 3개의 초음파 송신기와 마이크 간의 3변 측정을 기반으로 작동합니다. 마이크와 송신기의 평면 방정식을 얻어 표면 법선 벡터(surface normal vector)를 통해 물체의 방향과 각도를 계산하는 원리입니다. 현재 약 1000mm의 공간 측정 범위와 700mm의 모션 캡처 작동 범위, 그리고 약 ±1mm의 공간 정확도와 ±1도의 측정 각도 정확도를 제공합니다. 초당 13프레임(FPS)으로 작동하며, 최대 5FPS의 오측정률을 보입니다. 개발팀은 이 기술이 VR 컨트롤러나 공장 건설 현장에서 파이프 등의 공간 변위 및 정렬을 실시간으로 측정하는 데 활용될 수 있다고 언급했습니다.
이 초음파 기반 모션 캡처 기술은 기존 광학 방식의 한계를 극복할 수 있는 잠재력을 가집니다. 빛을 사용할 수 없는 어두운 환경이나 불투명한 액체 내부 등 특수한 환경에서도 측정이 가능하다는 장점이 있습니다. 또한, 부품 수가 적고 계산량이 가벼워 저렴한 비용으로 시스템을 구축할 수 있어, 산업 현장의 정밀 측정부터 일반 소비자를 위한 VR/AR 기기 컨트롤러에 이르기까지 폭넓은 응용 가능성을 제시합니다. 향후 측정 범위 확장, 프레임 속도 개선, 비용 절감 등의 과제를 해결하여 상용화된다면, 다양한 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 것으로 기대됩니다.