광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
광고
로고

서울[이상한 안경은 카메라 없이 눈과 표정을 추적] 혁신적인 안경 기술: GazeTrak과 EyeEcho, 눈 움직임과 표정 인식으로 새로운 차원의 인터랙션 제공

박영숙세계미래보고서저자 | 기사입력 2024/04/15 [12:31]

서울[이상한 안경은 카메라 없이 눈과 표정을 추적] 혁신적인 안경 기술: GazeTrak과 EyeEcho, 눈 움직임과 표정 인식으로 새로운 차원의 인터랙션 제공

박영숙세계미래보고서저자 | 입력 : 2024/04/15 [12:31]

 

이상한 안경은 카메라 없이 눈과 표정을 추적

혁신적인 안경 기술: GazeTrak과 EyeEcho, 눈 움직임과 표정 인식으로 새로운 차원의 인터랙션 제공

코넬대학교의 정보과학박사 과정 학생 Ke Li와 그의 팀이 두 가지 파격적인 기술, GazeTrak과 EyeEcho를 개발하고 있다. 이들 기술은 안경을 착용하는 것만으로도 사용자의 눈 움직임과 얼굴 표정을 정밀하게 파악할 수 있는 능력을 제공하여, 사용자 인터페이스와 개인화된 디지털 경험을 혁신할 가능성을 가지고 있다.

음파 탐지기의 혁신적 활용

전통적인 얼굴 인식 기술과는 달리, GazeTrak과 EyeEcho는 개인의 프라이버시를 보호하고 배터리 수명을 획기적으로 개선하기 위해 카메라 대신 음파 탐지 기술을 사용한다. 이 접근법은 사용자의 눈동자 위치와 빠르게 변하는 표정 변화들을 감지할 수 있도록 설계되었다. 이러한 기술은 뛰어난 정확도와 반응성을 보장하며 사용자의 개인 정보 보호에 큰 장점을 제공한다.

GazeTrak: 눈 움직임 추적

GazeTrak 기술은 사용자의 눈동자 움직임을 실시간으로 추적하여, 스크린 상에서의 포인팅 장치나 페이지 스크롤 같은 작업을 수행할 수 있게 한다. 이 기술은 특히 시각 장애인 사용자나 손의 사용이 제한된 사용자들에게 큰 혜택을 줄 수 있으며, 더욱 포괄적이고 접근 가능한 디지털 환경을 구축하는 데 기여할 수 있다.

EyeEcho: 표정 인식

한편, EyeEcho는 사용자의 얼굴 표정을 해석하고 이를 기반으로 그들의 감정 상태를 파악한다. 여기에는 행복, 슬픔, 놀람과 같은 감정의 신호가 포함되어 다양한 커뮤니케이션 및 인터랙션의 개선에 기여할 수 있다. 예를 들어, 가상 회의 중에 참가자들의 반응을 더 잘 이해하고, 개인화된 콘텐츠 추천 등에 활용할 수 있다.

향후 전망과 기대

이러한 기술의 상용화는 아직 몇 년이 소요될 수 있으나, Ke Li 박사와 그의 팀이 제시한 초기 결과와 계획은 매우 유망하다. 이들이 제공하는 더 나은 사용자 경험과 강화된 개인 정보 보호 기능은 미래의 디지털 상호작용 방식을 전면적으로 변화시킬 수 있는 잠재력을 갖추고 있다. 디지털 대화의 새로운 수준을 가능하게 하며, 모두의 일상에 유용하고 중요한 도구가 될 것으로 기대된다.

한 쌍의 안경으로 눈 움직임과 얼굴 표정 모두 추적: 새로운 음파 기술 도입

코넬 대학교 연구원들은 두 가지 혁신적인 기술을 결합하여 단일 안경을 통해 사용자의 눈 움직임과 얼굴 표정을 동시에 추적할 수 있는 새로운 시스템을 개발했다. 이 시스템은 기존 기술과 달리 카메라 대신 음파 탐지기를 사용하여 더 나은 배터리 수명과 향상된 사용자 개인 정보 보호를 제공한다.

GazeTrakEyeEcho로 알려진 이 기술은 정보과학 박사 과정 학생인 Ke Li가 이끄는 팀에서 개발되었다. GazeTrak은 착용자의 눈 움직임을 추적하는 데 사용되는 음파 기반 시스템이다. 반면 EyeEcho는 얼굴 표정을 분석하는 데 사용되는 음파 기반 시스템이다.

이 두 기술을 결합하면 연구원들은 사용자의 행동과 감정을 더욱 포괄적으로 이해할 수 있는 새로운 수단을 얻을 수 있다. 이는 의사 소통 장애가 있는 사람들을 위한 새로운 도구 개발, 가상 현실 및 증강 현실 경험 개선, 심지어 운전자 피로 감지와 같은 다양한 응용 분야에 활용될 수 있다.

기존 기술과의 차별점:

  • 향상된 배터리 수명: 음파 탐지기는 카메라보다 훨씬 적은 에너지를 소비하기 때문에 시스템의 배터리 수명이 크게 향상된다.
  • 개인 정보 보호 향상: 음파는 얼굴의 표면 특징만 감지하기 때문에 카메라 기반 시스템보다 사용자 개인 정보 보호가 더 잘 보호된다.
  • 비침투성: 음파는 눈꺼풀을 뚫고 투시할 수 있기 때문에 사용자가 안경을 착용하지 않아도 눈 움직임을 추적할 수 있다.

연구 과정:

GazeTrak 및 EyeEcho 시스템은 아직 개발 초기 단계이지만 연구원들은 이미 상당한 진전을 이루었다. 그들은 실험실 환경에서 시스템을 성공적으로 테스트했으며 이제 실제 세계에서 시스템을 평가하기 위한 연구를 진행하고 있다.

미래 전망:

GazeTrak 및 EyeEcho 기술은 다양한 분야에 혁신을 가져올 잠재력이 있다. 연구원들은 이 기술을 사용하여 의사 소통 장애가 있는 사람들을 위한 새로운 도구를 개발하고, 가상 현실 및 증강 현실 경험을 개선하고, 심지어 운전자 피로 감지와 같은 안전 기능을 향상시킬 수 있다.

 

 

Eye Tracking Technology without a Camera: Gaze Tracking without  Surveillance | Globe Echo

Odd-looking glasses track your eyes and facial expressions without cameras

 

두 가지 새로운 기술을 통해 단일 안경으로 각각 눈의 움직임을 추적하고 착용자의 얼굴 표정을 읽을 수 있다. 시스템은 더 나은 배터리 수명과 향상된 사용자 개인 정보 보호를 위해 카메라 대신 음파 탐지기를 사용한다. GazeTrak과 EyeEcho로 알려진 이 기술은 정보과학박사 과정 학생인 Ke Li가 이끄는 팀에 의해 코넬대학교에서 개발되고 있다.

두 설정 모두 타사 스마트글래스 또는 VR 헤드셋에 통합될 수 있으며, 카메라 기반 시스템보다 훨씬 적은 전력을 사용합니다. 또한 사용자 얼굴의 이미지도 캡처하지 않습니다.

GazeTrak은 현재 안경의 각 렌즈 프레임 내부에 배열된 스피커 1개와 마이크 4개를 사용합니다(총 2개의 스피커와 8개의 마이크). 스피커는 들리지 않는 펄스 음파를 방출하며, 이 음파는 안구에 반사되어 마이크에 포착됩니다.

인간의 눈알은 완벽하게 둥근 구형이 아니기 때문에 눈알이 어느 쪽을 향하고 있는지에 따라 각 에코가 각 마이크에 도달하는 데 서로 다른 시간이 걸립니다.

따라서 무선으로 연결된 스마트폰이나 노트북에서 AI 기반 소프트웨어를 활용하면(밀리초의 차이를 지속적으로 분석) 사용자의 시선 방향을 추적할 수 있습니다. 그리고 중요한 것은 이 기술이 시끄러운 배경 소음에 의해 부정적인 영향을 받지 않는다는 것입니다.

현재 개념 증명 형식에서 GazeTrak은 기존 카메라 기반 안구 추적 웨어러블만큼 정확 하지 않습니다. 즉, 해당 장치의 전력 소비량은 5%에 불과합니다. 과학자들은 GazeTrak 시스템이 기존 Tobii Pro Glasses 3와 동일한 용량의 배터리를 사용한다면 Tobiis의 1.75시간에 비해 38.5시간 동안 작동할 수 있다고 말합니다.

또한 연구원들은 기술이 더욱 발전함에 따라 시스템의 정확도가 극적으로 향상될 것이라고 말합니다.

VR에서의 사용과 함께 GazeTrak 및 EyeEcho는 신경퇴행성 질환을 진단하거나 모니터링하는 데에도 활용될 수 있다.
코넬대학교

EyeEcho는 또한 음파를 보내고 에코를 수신합니다. 단, 안경의 양쪽 암 힌지 옆에 있는 스피커 1개와 마이크 1개(총 2개의 스피커와 2개의 마이크)를 사용합니다.

이 경우, 얼굴 피부의 미묘한 움직임이 각 펄스가 방출되고 에코가 감지되는 사이의 경과 시간에 영향을 미칩니다. AI 소프트웨어는 이러한 시간 차이를 특정 피부 움직임과 일치시키고, 이는 다시 특정 얼굴 표정과 일치됩니다.

12명의 피험자 각각의 얼굴에 대해 단 4분간 훈련을 실시한 후, 시스템은 그들이 다양한 환경에서 다양한 일상 활동을 수행하는 경우에도 그들의 표정을 매우 정확하게 읽는 것으로 입증되었습니다.

현재 기술이 언제 상업적으로 사용될 수 있는지에 대한 언급은 없습니다.
코넬대학교

Ke Li와 동료들은 이전에 스피커와 마이크가 이어폰에 통합된 EarIO 라는 유사한 표정 판독 시스템을 개발했습니다 . 해당 설정에 비해 EyeEcho는 더 적은 훈련 데이터를 사용하여 더 나은 성능을 제공하고 정확도는 오랜 기간 동안 안정적으로 유지된다고 합니다.

Li는 "이 연구 분야나 얼굴 표정이나 시선 움직임을 추적하기 위한 상용 제품에는 Vision Pro나 Oculus와 같은 카메라 기반 시스템이 많이 있습니다"라고 말했습니다. "그러나 모든 사람이 웨어러블 카메라로 당신과 주변 환경을 항상 포착하기를 원하는 것은 아닙니다."

GazeTrak 및 EyeEcho 에 관한 논문은 올해 말에 발표될 예정이며 현재 Arxiv를 통해 액세스할 수 있습니다.

그리고 이러한 시스템만으로는 충분하지 않은 것처럼, 코넬 과학자들은 이전에 스마트글래스에 내장할 수 있는 또 다른 얼굴 판독 소나 기술을 개발했습니다. EchoSpeech 라는 이름의 이 장치 는 착용자의 입술을 모니터링하여 그 사람이 조용히 말하는 단어를 읽습니다. 출처: 코넬대학교

 

 

 

 
광고
광고
광고
광고
광고
광고
많이 본 기사