울산과학기술원(UNIST)은 5일, UNIST 기계공학과 정임두 교수 연구팀과 한국전기연구원(KERI) 스마트 3D 프린팅센터 설승권 박사 연구팀이 공동으로 증강현실(AR) 기반 내비게이션을 구현한 스마트 콘택트렌즈를 개발했다고 밝혔다. 증강현실은 가상현실의 한 분야로 사용자가 현실처럼 느끼도록 실제 존재하는 환경에 가상의 사물이나 정보를 합성하는 기술이다.

공동 연구팀은 초미세 3D 프린팅 기술을 이용해 전기 자극에 의해 색이 변하는 전기변색물질을 렌즈에 프린팅했다. 이로써 콘택트렌즈에 AR 기반 내비게이션을 구현할 수 있게 됐다.

기존 AR 기기들은 크기와 무게, 높은 가격 등의 문제로 시장 진입이 어려웠다. 하지만 스마트렌즈는 일반적인 콘택트렌즈처럼 장착할 수 있어 사용하기가 쉽다. 최근 구글 등 기업들이 스마트 콘택트렌즈를 활용해 AR 구현 디스플레이를 개발하고 있지만 기술적인 어려움으로 상용화에는 이르지 못하고 있다.

스마트 콘택트렌즈에 전기변색 디스플레이를 사용하면 낮은 전력으로도 AR을 구현할 수 있다. 연구자들은 전기변색 디스플레이 중 가격 경쟁력이 높고 색상 간 대비와 전환이 빠른 ‘프러시안 블루’ 소재에 주목하고 있다. 그러나 기존에는 기판에 필름 형태의 소재를 전기 도금 방식으로 코팅해서 사용했기 때문에 다양한 글자, 숫자, 이미지를 표현하지 못한다는 한계가 있었다.

공동 연구팀은 전기 도금 방법 대신 초미세 3D 프린팅 기술을 이용해 렌즈 디스플레이에 마이크로 패턴을 인쇄하는 방식으로 AR을 구현하도록 했다. 이를 통해 기판이 전도체여야 하는 기존의 제약을 극복했다. 마이크로 패턴 인쇄 방식은 평면뿐만 아니라 곡면에도 패턴을 인쇄할 수 있으며 크기가 작은 콘택트렌즈에 적용할 수 있을 만큼 미세한 작업이 가능하다.

AR용 스마트 콘택트렌즈 기술은 내비게이션 분야에서 활용도가 높을 것으로 기대된다. 공동 연구팀은 사용자가 간단히 콘택트렌즈를 착용하는 것만으로 눈앞에 펼쳐지는 실시간 증강현실 내비게이션을 이용할 수 있고 전했다.

정임두 교수는 “이번 성과는 AR 분야뿐 아니라 프러시안 블루의 마이크로 패턴 dlstoh가 필요한 배터리 및 바이오센서 관련 기업들이 많은 관심을 가질 것”이라면서 “앞으로 관련 수요 업체를 발굴해 기술 이전을 추진할 계획이다.”라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 어드밴스드 사이언스(Advanced Science) 1월호 표지 논문으로 실렸다.