가상현실 기반의 모션플랫폼기술동향 - etri · 이 과도하게 높은 비중을...
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© 2014 한국전자통신연구원 31
모션플랫폼은 4D 효과의 가장 큰 부분을 차지하는 모션을 제시하는 장비로써, 영
화, 엔터테인먼트, 군용 비행 조종훈련, 특수장비 전문가 양성 등의 다양한 응용
분야에서 가상현실 기술과 접목되어 적절한 모션을 제공함으로써 사실적인 체험
을 극 화할 수 있도록 한다. 기존의 초 형 정밀 군사 시뮬레이터를 유지하기 위
한 공간과 비용을 줄이고자 하는 시도와 함께, 단순히 순간순간의 충격만을 전달
해주는 저가의 4D 의자가 주는 효과의 한계성을 뛰어넘고자 하는 요구사항이 증
가함에 따라, 그 접점에서 새로운 형태의 모션 제공을 통해 모션플랫폼의 신 시장
을 창출될 것으로 기 된다. 본고에서는 가상현실을 기반으로 한 모션플랫폼을
응용분야와 동작방식에 따라 분류해 보고, 그에 따른 시장 및 기술개발의 지향점
에 해서 기술한다.
가상현실 기반의 모션플랫폼 기술동향
Technology Trends of Virtual Reality based Motion-Platforms
2014 Electronics and Telecommunications Trends
차세대 콘텐츠기술 특집
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 응용분야에 따른
모션플랫폼의 종류
Ⅲ. 동작 방식에 따른
모션플랫폼의 종류
Ⅳ. 모션플랫폼 제어
알고리즘 개발동향
Ⅴ. 모션플랫폼 하드웨어
개발동향
Ⅵ. 결론
조현우 (H. Cho) 가상현실연구실 선임연구원
김홍기 (H.K. .Kim) 가상현실연구실 책임연구원
전우진 (W.J. Jeon) 가상현실연구실 기술원
김기홍 (K.H. Kim) 가상현실연구실 실장
* 본 연구는 미래창조과학부 및 한국산업기술평가관리원의 디지털 콘텐츠 원천기술 개발사업의
일환으로 수행하였음(과제번호 10039923, 실감 체험 공간 확장형 Live 4D 콘텐츠 플랫폼 기술
개발).
32 전자통신동향분석 제29권 제1호 2014년 2월
Ⅰ. 서론
가상현실 기술은 일부 학과 연구소에서 개발하던
것에서 벗어나 점차 산업에 응용되고 있다. 특히 최근에
는 좀 더 실감나고 실제와 비슷한 느낌을 주기 위한 여
러 인터페이스 기술에 한 관심과 연구가 활발히 진행
되고 있다. 이러한 추세에 따라 가상현실을 기반으로 한
모션플랫폼 기술도 주요기술로 부각되고 있는데, 가상
현실을 기반으로 한 모션플랫폼은 역사적으로 군사용
훈련 시뮬레이터에서부터 시작되었다. 특히 경제적으로
또는 위험성 측면에서 실전 훈련을 하기에는 많은 제약
사항이 있는 비행 훈련에서는 매우 오래 전부터 초 형
정밀 모션 베이스의 제작 및 제어에 한 연구가 진행되
어 왔으며 현재까지 이르고 있다. 최근에는 영화 ‘아바
타’의 성공을 발판으로 급격히 공급(제작)과 수요(관객)
모두 관심도가 증가한 3D 영상에 한 보조적 역할 혹
은 고급 선택사항으로 모션플랫폼이 사용되고 있다. 특
히 양안 시차를 이용하여 의도적으로 생성시킨 3D 영상
에 해 눈의 초점 조절과 폭주작용의 불일치로 인한 눈
의 피로감을 덜어 주고, 눈, 귀 뿐 아니라 몸 전체로 느
끼도록 다양한 효과를 주는 4D 콘텐츠의 중요한 요소로
쓰이고 있다. 그 밖에도 많은 수요가 있는 것은 아니지
만, 소방차, 구급차, 특수 중장비와 같은 특정 목적을 위
한 차량을 이용한 전문가 양성 프로그램에도 가상현실
을 기반으로 한 모션플랫폼이 간간히 사용되고 있다.
이러한 모션플랫폼의 응용분야는 경제성보다 정밀성
이 과도하게 높은 비중을 차지하거나(군용 시뮬레이터),
정밀성이나 자유로운 움직임보다는 경제성과 공간 효율
성이 매우 중요한(엔터테인먼트용 4D 의자) 경우로 나
뉘어지면서 이미 몇몇 기업이 독점하거나 혹은 많은 중
소기업이 난립하여 시장이 정체되어 가는 문제점이 나
타나고 있다. 모션플랫폼의 정밀도와 동작 자유도
(DOF: Degres of Freedom)를 높이는 것은 경제성 및
공간 효율성과 배치되는 결과를 낳는다. 제한된 공간 안
에서 실제와 비슷한 시뮬레이션 체험을 하는 본래의 목
적을 따르면, 운용과 유지 보수에 지속적인 비용이 소요
되는 거 한 비행 시뮬레이터 시스템은 응용분야가 매
우 한정적이고 기술 장벽이 높다. 반면에 3D 영상에
한 추가적인 옵션 혹은 4D 라이더용 모션플랫폼은 가격
경쟁력이 매우 중요하기 때문에 모션의 정밀성이나 움
직임의 자유도가 상당히 떨어지게 되고 매우 많은 군소
업체가 시장에 진입하여 있어서 수익이 나기 힘든 구조
이다. 가격 경쟁력과 모션 정밀도의 접점으로 새롭게 등
장하는 응용분야가 익스트림 스포츠 분야이다. 기존의
일부 매니아 층에서만 즐기던 익스트림 스포츠는 일반
인들이 한번 해보았으면 하는 레저활동이지만 위험성과
기상조건 및 체험공간의 제약으로 인해 실제로 경험하
기는 어려운 종목이다. 실제감을 위해 어느 정도의 모션
정밀성과 영상과의 정합을 요구하지만 엔터테인먼트 측
면의 과장된 모션이나 게임성을 추가할 수 있는 차세
모션플랫폼이라 할 수 있다.
본고는 I장 서론의 배경과 간략한 모션플랫폼 기술의
분야별 소개에 이어 II장에서 본격적으로 응용분야에 따
라 모션플랫폼을 분류하여 보고, III장 하드웨어 동작 방
식에 따른 분류, IV장 제어 소프트웨어 알고리즘과 V장
실제 모션플랫폼 관련 업체 및 제품 위주의 시장동향을
살펴본 후 VI장에서 결론을 맺도록 한다.
II. 응용분야에 따른 모션플랫폼의 종류
<표 1>은 응용분야별로 모션플랫폼 기술을 나누고 그
특징을 간략하게 비교한 표이다. 표 하단에는 각 응용분
야별 모션플랫폼 제품에 한 예시를 도시하였다.
모션플랫폼 기술은 사용자에게 모션을 제공하여 실제
감을 준다는 점은 동일하지만 각각의 용도에 따라 서로
중점을 두는 요소는 다를 수 있다. 응용분야별로 모션플
랫폼을 분류하는 것은 몇 가지 중요한 관점을 제시해준
다. 먼저 각각의 모션플랫폼 기술의 장단점을 파악할 수
조현우 외 / 가상현실 기반의 모션플랫폼 기술동향 33
있고 이를 통해 응용분야에 따라 모션플랫폼 기술과 시
장의 지향하는 바를 명확히 할 수 있다. 또한 각 응용분
야에 따라 나뉜 모션플랫폼 시장을 분석하여 새로운 응
용분야(시장)을 탐색할 수 있다.
<표 1>의 분류에서 왼쪽 3열은 기존에 모션플랫폼 기
술이 사용되고 있는 분야를 정리한 것이다. 본 장의 각
절에서는 먼저 이 세 분야에 해 비교해보고, 이를 통
해 새로운 응용분야(<표 1>의 가장 오른쪽 열)를 도출하
였다.
1. 군사용 정밀 훈련 모션플랫폼
모션플랫폼은 1960년 부터 군사 훈련용으로 개발되
어 왔다. 따라서 가장 정밀하고 실제와 같은 모션을 줄
수 있는 기술개발이 이루어지고 있다. 공간적, 경제적
제한요건보다는 모션 자유도와 정밀성을 높이는 것이
훨씬 중요한 응용분야다.
<표 1>의 제품 예시에서 보인 것처럼 조종사와 부조
종사의 비행 훈련 시뮬레이터가 표적인 군사용 모션
플랫폼이다. 이와 같은 모션플랫폼은 최소한 6자유도
이상의 모션 베이스와 거 한 크기의 조종실, 그리고 시
야를 완전히 덮는 스크린에 비행 훈련 가상현실 콘텐츠
를 투사하는 방식을 사용한다. 프로젝터와 시준화 거울
(collimated mirror)을 이용한 방식의 가시화 기술이 함
께 쓰이는 경우가 많다. 실제 전투기와 비슷한 모션을
주기 위한 초 형 모션 베이스를 기반으로 하고 있으며,
이 모션을 제어하기 위한 고가의 형 엑츄에이터를 지
니고 있다. 제작, 조립뿐 아니라 해당 기구학을 잘 분석
하여 모션을 생성하기 위한 알고리즘까지 갖추어야 하
므로 각 기구물에 특성화된 프로그램이 필요하다.
기술 발전 추세에 있어서 선도적인 응용분야이지만,
요구사항과 수요가 군수에 한정되어 방산업체 위주의
기술개발과 시장이 형성되어 있다는 점이 모션플랫폼
전체의 시장을 확장시키는 데에는 큰 영향을 주지 못하
는 약점이 있다.
2. 전문가용 특수 차량 모션플랫폼
모션플랫폼 기술의 또 따른 응용분야는 특수 차량 시
뮬레이터이다. 차량이라는 형태는 게임이나 엔터테인먼
<표 1> 응용분야별 모션플랫폼 기술의 비교
군용 비행 시뮬레이터 특수 목적 차량 시뮬레이터 엔터테인먼트용 4D 라이더 레포츠 체험용 모션플랫폼
초 형 중 형 소형 중소형
정밀한 모션 제어 비교적 정밀한 모션 제어 비연속적 충격성 모션 생성 연속적 비교적 정밀한 모션
고가의 설치 비용 및
지속적인 운용 비용 필요
방 한 양의 환경요소(노면 및
위기 상황) 구축 필요
노동집약적 단순 반복작업을 통
한 고정된 모션 생성
조종, 환경요소, 영상이 어우러
진 복합적 기술 필요
최첨단 모션플랫폼 기술 적용,
방산업체 위주 개발
일부 국가 혹은 기업의 독과점적
기술 보유
수많은 중소 기업이 시장에서 기
술이 아닌 가격 경쟁 중
(포화상태)
익스트림 스포츠의 관심 확 에
따른 모션플랫폼의 새로운 응
용분야
미국 FlightSafety
비행 훈련 시뮬레이터
프랑스 ECA Faros
중형트럭 시뮬레이터
한국 포디에이플러스
체험관용 4D 라이더
한국 ETRI
패러글라이딩 모션플랫폼
34 전자통신동향분석 제29권 제1호 2014년 2월
트용 라이더와 비슷할 수 있지만 오히려 이보다는 군사
용 훈련 시뮬레이터에 더 가까운 응용분야다. 소방차,
구급차 등의 특수 목적 차량이나 중장비 차량의 훈련을
위한 것으로써 비교적 정밀한 모션이 요구되며 크기의
제한도 비교적 작다. 그러나 군사용보다는 경제성이 요
구되며 각 목적에 맞는 훈련 시나리오 및 여러 형태의
도로 상태의 구현이 되어야 한다. 노면의 진동과 미끄러
짐 등의 모션을 구현하기 위해서는 이러한 환경에 한
방 한 양의 데이터베이스를 구축하여야 하며 이를 통
해 다양한 훈련이 가능하도록 해야 한다.
군사용과 비슷하게 이 분야도 몇몇 업체가 현격한 기
술격차를 보이며 과점하고 있다. 이는 모션플랫폼 자체
의 기능보다는 각종 상황에 맞는 환경요소 분석이 선행
되어야 하기 때문인 것으로 보인다. 따라서 후발업체가
이를 선진업체와 경쟁하거나 시장에 참여하기에는 다소
어렵다고 할 수 있다.
3. 엔터테인먼트용 4D 라이더
게임, 영화, 4D 체험관 등의 엔터테인먼트에서의 모
션플랫폼은 일반인이 가장 널리 접할 수 있다. 모션의
정밀성보다는 게임성이나 큰 임팩트 위주의 모션이 요
구되며, 무엇보다 공간상 제약과 가격 경쟁력이 큰 요소
이다. 특히 몇몇 레이싱 게임을 제외하면 사용자의 조종
에 따른 동적인 모션 생성보다는 기 제작된 영상 콘텐츠
에 맞춘 고정적인 모션을 후 생성하는 데 많은 노력과
시간이 소요되는 분야이다.
매우 많은 업체가 시장에 진출해 있으며, 가격에 따라
다양한 모션플랫폼이 제품으로 나와있다. 앞선 두 분야
에 비해 상업성이 가장 필요한 분야이지만, 시장은 포화
상태인 점이 기술 발전에 걸림돌이 되고 있다.
4. 레포츠용 모션플랫폼
응용분야에 따른 모션플랫폼의 분류에 따르면, 모션
플랫폼은 너무 기술지향적이거나 너무 가격지향적인 면
모를 보이고 있다. 기술지향적인 두 응용분야는 군사용
혹은 공공용으로서 수요가 한정적이고 기술격차가 크며
시장을 몇몇 업체가 과점하고 있는 형태이다. 반면에 가
격지향적인 엔터테인먼트 분야는 비슷한 모션플랫폼 기
술을 가진 다수의 업체가 진출한 포화상태인 시장으로
인하여 기술발전을 견인할 수 있는 동력이 부족한 상태
이다.
최근 야외 레저활동에 한 관심이 늘어나면서 소수
의 매니아층만 체험할 수 있던 익스트림 스포츠에 한
수요도 늘어나고 있다. 예를 들어 패러글라이딩과 같은
레포츠를 가상현실을 기반으로 한 모션플랫폼으로 구현
할 수 있다면 더 많은 일반인들이 좀 더 쉽게 익스트림
스포츠에 접근할 수 있게 된다. 이를 위해서는 모션플랫
폼은 기존의 차량, 비행, 라이더와는 다른 모션(예를 들
어 부유감)을 제공할 수 있어야 한다. 또한 바람과 같은
환경요소를 감안한 모션과 사용자의 조종에 따른 움직
임 변화를 제공할 수 있어야 한다. 또한 패러글라이딩의
특성상 전방향에 해 시선이 갈 수 있으므로 이에 한
광시야각의 가상현실 가시화 기술이 함께 접목될 필요
성이 있다.
이와 같이 모션플랫폼의 새로운 시장개척과 모션 기
술개발을 위한 또 다른 응용분야를 도출하는 것이 가능
하며, 이를 통해 좀 더 중화된 모션플랫폼 기술의 개
발이 가능할 것으로 보인다.
III. 동작 방식에 따른 모션플랫폼의 종류
모션플랫폼은 비행기, 탱크 등 특정 상물의 움직임
을 모방한 장치로써, 사용자는 이 모션플랫폼 상에서 플
랫폼의 모션을 통하여 가상으로 상물을 체험할 수 있
다. 이러한 모션플랫폼은 군사용 훈련 시뮬레이터, 산업
교육용 시뮬레이터 및 엔터테인먼트 분야에 주로 쓰이
고 있으며 근래에는 체감형 게임을 비롯하여 소규모의
개인용 모션플랫폼까지 개발되고 있다.
조현우 외 / 가상현실 기반의 모션플랫폼 기술동향 35
다양한 방식의 모션플랫폼은 (그림 1)과 같은 절차에
따라 개발된다[1].
(그림 1)의 절차를 보면 목표 사양 분석단계에서는 목
표 사양에 따른 요구사항을 분석하고 기구학 분석단계
에서는 각 기구들의 크기와 위치를 결정하고 3D 모델링
을 거쳐 역/순기구학 시뮬레이션을 한다. 동특성 분석
단계에서는 모터의 용량 결정과 조인트별 최 하중 및
구조해석을 한다. 설계단계에서는 단품 설계 및 제작도
면을 작성하고 단축 액추에이터(Actuator) 시험을 통해
요구사항이 충족되면 제작단계로 넘어간다. 요구사항이
충족되지 않으면 기구학 분석단계로 다시 넘어가 반복
적인 단계를 거친다. 제작단계에서는 부품을 가공하고
조립하여 모션플랫폼을 만들고 만들어진 모션플랫폼에
해 시험 및 평가단계에서는 시험평가를 통해 목표 사
양을 검증한다.
모션플랫폼의 동역학을 분석하고 제어하기 위해서는
(그림 2)의 예와 같이 모션제어 SW에서 모션명령을 내
리고 이 신호를 액추에이터 드라이버에 보내 모션플랫
폼을 움직인다. 이 때 플랫폼의 움직임을 감지하고 그
신호를 변환한 후 이를 다시 모션제어 SW에 피드백하
면 모션플랫폼에서는 다시 구동을 제어하는 방식으로
운용된다[2].
모션플랫폼을 구동시키는 액추에이터는 모션플랫폼
을 구동할 때에 빈번히 발생하는 기동, 정지, 회전 혹은
왕복 운동을 할 수 있어야 한다. 또한 명령 신호나 검출
신호에 따라 쉽게 제어가 가능해야 하고 응답성도 양호
해야 하며 설치 보수 작업이 용이한 형태로 제작되어야
한다. 액추에이터는 동력원에 따라 공압식, 유압식, 전
기식 및 기타 형상기억합금과 같은 특수재질 방식 등으
(그림 1) 모션플랫폼의 개발절차
(그림 2) 모션플랫폼 제어 예[2]
36 전자통신
로 분류된다
사용하여 압
내는 방식으
일정하여도
다. 유압식
보내 실린더
배출되는 기
기가 필요한
요가 없다.
이상 힘을 발
라 응답성이
도 발생하지
추에이터 모
모션플랫폼
자기 모터에
이한 스텝핑
(
(그림
액츄에이터 종류
유압식 누
공압식 압
전자력 모터
특수 재질 방식
구(
신동향분석 제29권
다(<표 2> 참조
압축된 공기를
으로 동작하나
도 공기의 부피는
액추에이터는
더를 미는 방식
기름을 수집하여
한 반면 공압식
구동력에 있어
발휘할 수 있으
이 좋으며 물체
지 않는다. (그
모습으로 공압
폼 제작에 적합하
에 의해 구동되
핑 모터가 많이
(a)
림 3) 공압식(a)
<표 2> 액추
특징
고출력 누유 및 오일
관리
건
산
고속이동 압축성, 안전,
clean
사용 용이
구조체를 겸함 (예. 형상기억
합금)
안
권 제1호 2014년
조). 공압식은
밀폐된 실린더
공기가 지나는
는 일정하지 않
는 고압의 기름을
식으로 동작한다
여 담아두는 별
식에서는 공기를
어서는 유압식
으며 응답속도도
체에 반작용으로
그림 3)은 공압식
압식은 유압식에
합하다. 전동식
며 요즘엔 회전
사용되고 있다
(
및 유압식 액추
추에이터 종류[3
용도
건설기계, 공작기계,
산업용 로봇
공기압 hand, 전차
door
Co
용도 다수 전
안경 frame, joint 등
2월
공기 압축장치
더에 밀어 넣고
는 공간의 크기
않다는 특성이
을 실린더에 들
다. 유압식에서
별도의 배관과
를 다시 저장할
이 공압식의 5
도 공압식보다
로 인한 밀림현
식과 유압식의
에 비해 소규모
액추에이터는
전 각도 제어가
다. 특수재질에
(b)
추에이터(b)
3]
비고(구성)
펌프, 압축원,배관,
servo valve
ompressor, 배관servo valve
전원, motor driv
가열, 냉각
치를
빼
기가
있
들여
서는
용
할 필
5배
다 빨
현상
액
모의
전
가 용
의
한 방식
른 형상
가 구동
한 방식
힘을 내
(그림
이터 모
기업 합
에 따른
이 방식
모방한
을 높이
IV. 모
모션
르게 많
것이든
있으며
을 제시
(그
관,
ver
식 중에는 형상
상을 회복할 때
동력을 발생시
방식은 기구의 간
내는 분야에는
4)는 전동식 방
모습으로 전동
합금 방식은 전
른 수축과 복원
식은 구동 힘이
한 로봇제어 등
이기 위한 기술
모션플랫폼 제
션플랫폼은 실제
많은 제약조건
든 하드웨어로
며, 이를 탑승자
시하는 것은 제
그림4) 전동식(a
상기억 합금이
때 복원력이 발생
시키는 액추에이
간소화 및 소형
는 적용이 어려운
방식과 형상기억
동식은 모터가
전원 공급차단에
원이 발생하며 이
이 크지 않아 주
등에 활용되고 있
술개발도 활발히
어 알고리즘
제 탈 것을 모사
건을 가지고 있다
가능한 동작
자가 느끼지 못
제어 알고리즘를
(a)
(b)
a) 및 형상기업합
있는데 온도변
생하므로 재료
이터 역할을 한다
형화에 유리한
운 한계를 가지
억 합금 방식의
결합된 모습이
에 의한 내부 온
이를 이용해 구
주로 곤충이나
있는 추세이며
히 진행 중에 있
개발동향
사하지만 실제
다. 모션플랫폼
범위와 가속도
못하도록 적절하
즘를 통한 소프트
합금 액추에이터
변화에 따
료 그 자체
한다. 이러
반면 큰
고 있다.
의 액추에
이고 형상
온도변화
구동한다.
새 등을
구동 힘
있다.
제와는 다
폼은 어떤
도 한계가
하게 모션
트웨어적
터(b)
인 해법
모션플
고리즘이
경험적
의 차단
에 적합
드웨어적
승자가
이 필요
한 기본
즘[5][6]
모션플랫
범용으
는 프로
몇 회사
역시 일
재하기
로 제공
V. 모션
Elsac
터를 개
법으로 풀어가야
플랫폼의 제어
이 기초가 된다
데이터를 바탕
단 주파수와 댐
합한 변수를 찾아
적인 동작 범위
‘알아차리지 못
요하며 이를 위한
본 워시아웃 알고
], 최적 제어 필
랫폼에 특화된
용으로 설계단계
로그램의 개발은
사에서 발표하여
일정부분 하드웨
때문에 널리 쓰
공하는 방향으로
션플랫폼 하드
co Kolin사는
개발하였다. 이
(그림 5) 고전
야 한다[4].
알고리즘은 고
다. 이 방식은 여
탕으로 결정된
핑율을 조합하
아내는 방식이
위의 한계를 뛰
못할 정도’의 속
한 실험적 데이
알고리즘을 바탕
필터링[7][8] 등
방식으로 개선
계에서부터 시뮬
은 지속적으로
여 잠시 판매하기
웨어의 특성에
쓰이지 못하고
로 선회하고 있다
드웨어 개발동향
유압식 방식의
모션플랫폼은
전적 워시아웃 알
고전적인 워시아
여러번의 시행
고주파/저주파
하여 해당 모션플
다. 모션플랫폼
뛰어넘기 위해서
속도로 되돌아오
이터가 필요하다
탕으로 적응형
등 각각의 용도에
선하고 있다.
뮬레이션 해 볼
시도되고 있으
기도 하였으나
의존적인 부분
고 하드웨어와
다.
향
의 3축 모션 시뮬
은 3개 축이 지면
알고리즘[5]
아웃 알
착오와
파 필터
션플랫폼
폼의 하
서는 탑
오는 것
다. 이러
알고리
에 맞는
볼 수 있
으며 몇
나[9], 그
분이 존
패키지
뮬레이
면에 삼
각
방
기
콘
자
로
로
출
하
하
터
에
되
의
조
조현우 외
각형으로 설치되
방향으로 높게 다
기 때문에 시뮬레
콘텐츠를 실감있
자가 차량형 모션
로 모션플랫폼의
로 구동하는 특징
Cruden사는 6
출시하였으며 이
하여 사용자로 하
하였다. (그림 7
터는 동작 범위가
에 비해 부드러우
되었다.
독일 Gilderflu
의 공기압 방식의
조). 이 모션플랫
(그림 6)
(그림
외 / 가상현실 기반
되어 있고 액추
다다를 수 있고
레이터에 탄 사
있게 즐길 수 있
션플랫폼에 올
의 움직임이 콘텐
징이 있다.
6축 기반의 유
이는 디스플레이
하여금 몰입하
7)의 모습과 같
가 크고 빠른 움
우면서 섬세한
uke사에서는 작
의 모션플랫폼을
랫폼은 높이가
) 3축 시뮬레이
7) 6축 유압식
반의 모션플랫폼
추에이터의 실린
고 베이스 자체가
사람이 레이싱 게
있게 한다. (그림
올라 타고 구동하
텐츠와 연동해
유압식 모션 시
이 3개를 전면에
하여 콘텐츠를 볼
같이 개발된 모션
움직임도 가능하
한 제어가 가능하
작지만 효율성이
을 출시하였다
지면으로부터
터 탑승 시연 모
모션 시뮬레이터
기술동향 37
린더가 위쪽
가 회전을 하
게임과 같은
림 6)은 사용
하는 모습으
서 역동적으
시뮬레이터를
에 수평 배치
볼 수 있도록
션 시뮬레이
하지만 부피
하도록 구현
이 높은 6축
다((그림 8) 참
60cm 이하
모습
터
38 전자통신
로 작고 가
히 제어가 될
압식 모션플
지 일괄적으
한 소규모의
나 캐릭터
광고 전시 등
미국 Ma
하였는데 한
태의 시뮬레
다. 탑승자로
를 응시하게
록 구현되었
되지 않아 테
용될 수 있
이 가능하도
이탈리아
(
(그림
신동향분석 제29권
가볍지만 움직임
될 정도로 힘을
플랫폼의 하드웨
으로 시스템을
의 모션플랫폼은
등의 움직임을
등의 분야로 적
ax Flight사는
한 개의 커다란
레이터를 공중에
로 내부 밀폐된
게 하여 콘텐츠
었다. 반면 이 모
테마파크의 놀
있지만 공중에서
도록 제작된 것
아 Evotek사는
(그림 9) Max F
림 8) Gilderfluk
권 제1호 2014년
임도 빠르고 어른
을 발휘한다. Gi
웨어와 제어를
개발 판매하는
은 테마파크 등
을 제어하는데
적용 영역을 넓혀
2인용 모션 시
란 로봇 팔 기둥
에서 회전 및 좌
된 공간으로 들
츠에 한 몰입감
모션플랫폼은 수
놀이 기구 등 제한
서 임의의 방향으
이 특징이다((그
자동차 경주용
Flight사의 모션플
ke사의 공압식 모
2월
른이 앉아도 충
ilderfluke사는
위한 콘트롤러
는 업체이다. 이
등에서 놀이 기
사용되고 있으
혀가고 있다.
시뮬레이터를 출
둥에 설치된 돔
좌우 움직임을
들어가 디스플레
감을 높일 수 있
수평 수직 이동
한적인 분야에
향으로 360도 회
그림 9) 참조).
용 모션 시뮬레
플랫폼
모션플랫폼
충분
는 공
러까
이러
기구
으며
출시
돔 형
을 준
레이
있도
동은
적
회전
레이
터를 출
형을 설
를 설치
다. 사
이 사용
우수하
이 모션
있는데
폼의 활
독일
시뮬레
다. 일
문에
기구물
콘텐츠
앞서
모션플
(
출시하였다. 이
설치하고 전면
치한 낮은 높이
사용자가 모형 자
사용자의 시야에
하여 실제와 같
션플랫폼은 단
데 영상 콘텐츠
활용도를 높인
일 FESTO사의
레이터로써 6개
일반적으로 공기
이 플랫폼에서
물이 효율적으로
츠에 적용이 가능
서 언급한 것과
플랫폼은 광시야
(그림 10) Evote
(그림 11) 독
이는 원형 베이스
면에 후면투사 방
이의 영상 디스
자동차의 좌석에
에 가득차게 들
같은 몰입감과
단지 진동요소와
츠와의 적절한 조
제품이다((그림
의 rider 플랫폼은
개의 공기압 실린
기압 방식은 밀
서도 떨림 현상
로 설치되어 작
능한 rider 플랫폼
과 같이 익스트
야각 HMD(Hea
ek 자동차 시뮬
독일 FESTO사의
스에 경주용 자
방식으로 프로젝
스플레이 모듈로
에 앉으면 콘텐
들어오고 영상품
재미요소를 부
와 회전요소만 구
조합에 의해 모
림 10) 참조).
은 공기압 방식
린더에 의해 구
밀림현상이 발생
상이 있으나 구조
작은 규모이지만
폼이다((그림 1
림 스포츠를 모
ad-Mounted
뮬레이터 시연 모
의 rider 플랫폼
자동차 모
젝터 3개
로 구성된
텐츠 영상
품질 또한
부여한다.
구현되어
모션플랫
식의 모션
구동이 된
생하기 때
조면에서
만 다양한
1) 참조).
모사하는
Display)
모습
기술과
술과 시
것으로
예를
은 장비
한 형태
상현실
장비가
는 시도
그러나
에 한
글라이딩
있다. 한
(그림
같은 가상현실
시장 측면에서
예상된다.
들어 기존의
비 착용이나 중력
태의 구조물이
기술의 발전으
개발되었고 이
도가 있었다((그림
나 (그림 12)와
한 효과를 영상을
딩 조종이나 기
한국전자통신연
12) 광시야각
(그림 13) ETR
실 장비 기술의
모두 새로운 돌
지상 훈련용 패
력에 한 느낌
부분이었다.
으로 인하여 광시
이를 통한 부유
림 12) 참조).
와 같은 플랫폼
을 통해서만 주
기류의 효과 등
연구원 가상현실
HMD 이용 ‘Vir
RI 패러글라이딩
발전과 더불어
돌파구가 될 수
패러글라이딩
낌을 줄 수 있는
그런데 최근에
광시야각 HMD와
유감을 제시하고
폼도 아직까지
주고 있으며 실제
등은 구현하지
실연구실에서는
rtual FootFlyer
딩 모션플랫폼
어서 기
수 있을
기구물
는 단순
에는 가
와 같은
고자 하
부유감
제 패러
못하고
는 패러
글
주
로
기
세
진
요
랫
VI
의
롭
우
고
츠
지
약
DO
HM
참
[
[
[
[
[
’[10]
조현우 외
글라이딩을 모티
주기 위해 탑승자
로 부유감을 제시
기술을 기반으로
세, 손잡이 브레
진행 중이며, 향
요소를 고려하여
랫폼 개발을 예정
I. 결론
모션플랫폼은
의 엔터테인먼트
롭게 시장을 창출
우는 탑승자에게
고리즘을 적용한
츠 제작 기술 등
지고 있어 국가차
약어 정리
OF Deg
MD Hea
참고문헌
1] http://www
2] M. K. Abdul
motion platf
ty of Mech
Malaysia (h
3] 윤명종, “[특
봇 및 메카트
4] M. A. Naho
algorithms:
Control, and
362.
5] M. A. Nahon
외 / 가상현실 기반
티브로 하여 공중
자의 발이 닿지
시하는 시제품
로 바람 체감,
레이크 조종에
향후에는 상승, 하
여 모션이 제공될
정하고 있다.
국방, 산업용에
트 분야로 진출을
출하고 있는 레
게 몰입감을 부
한 모션플랫폼
등 모션플랫폼 제
차원의 지원이
rees of Freed
ad-Mounted D
.sunaerosys.com
l Jalil, “Design
form for vehicle
hanical Enginee
http://www.fkm.
특화교육] 액추에
트로닉스 연구실,
on and L. D. Re
A designer’s
nd Dynamics, vo
n et al., “Adaptiv
반의 모션플랫폼
중에 떠 있는 듯
지 않도록 하고
품을 제작하였다
입체 음향효과
한 영상 동기
하강 기류 등과
될 수 있는 능동
에서 점차 개인
을 확 하고 있
레포츠용 모션플
부여하기 위하여
제어와 함께 다
제반 SW 기술이
요구되고 있다
dom
isplay
m
and developme
e driving simula
ering, Universi
.utm.my/~kasim
에이터(Actuator),
전북대학교, 20
id, “Simulator m
perspective,”
ol. 13, no. 2, 19
ve Simulator Mo
기술동향 39
듯한 느낌을
이를 바탕으
다. 가상현실
과와 함께 자
기화 작업을
과 같은 환경
동형 모션플
인용, 일반용
있다. 특히 새
플랫폼의 경
여 개선된 알
다양한 콘텐
이 더 중요해
다.
ent of 6-DOF
ator,” Facul-
iti Teknologi
m/content)
,” 항공우주로
010.
motion-drive
J. Guidance,
990, pp. 356-
otion Software
40 전자통신동향분석 제29권 제1호 2014년 2월
with Supervisory Control,” J. Guidance, Control, and
Dynamics, vol. 15, no. 2, 1992.
[6] B. R. Parrish et al., “Coordinated adaptive washout
for motion simulators,” J. Aircraft, vol. 12, no. 1, 1975,
pp. 44-50.
[7] R. Sivan et al., “An optimal Control Approach to Man,
and cybernetics,” IEEE Trans. Syst. Man, cybern., vol.
SMC-12, no. 6, 1982.
[8] S. –H. Chen and L. – C. Fu, “An Optimal Washout
Filter Design for a Motion Platform with Senseless
and Angular Scaling Maneuvers,” AACC, 2010. pp.
4295-4300.
[9] http://www.cursive-simulation.com
[10] http://www.footflyer.com