【브레이크뉴스 포항】박영재 기자=POSTECH(포항공과대학교) 황인석 교수 연구팀이 누구나 쉽게 아바타를 통해 다양한 동작과 표정을 표현할 수 있는 모바일 가상현실(VR) 시스템 ‘어리스모션(ArithMotion)’을 개발했다. 간단한 산술 연산만으로 아바타의 반응을 제어할 수 있어, 고가의 장비 없이도 자연스러운 비언어적 소통이 가능할 것으로 기대된다.
 ▲ ArithMotion의 전체 동작 구조: 상대방의 동작 및 사용자의 상대적 표현 의도를 입력받아 사회적 맥락에 맞는 동작을 생성하는 방법 및 모바일 시스템 © 포스텍 |
‘VR Chat’과 같은 소셜 VR 플랫폼에서는 아바타의 동작과 표정, 손짓이 사용자 간 소통의 핵심 수단으로 활용된다. 특히 몸짓은 감정적 연결을 형성하고 현실감과 주체성을 높이는 중요한 요소지만, 대부분의 사용자는 전신 추적 장비가 없어 제한된 동작만 반복해야 하는 한계가 있었다.
연구팀은 이러한 문제 해결을 위해 사람들의 자연스러운 사회적 반응인 ‘상호 상대성’에 주목했다. 상대방의 행동에 따라 따라 하거나 반대로 반응하는 인간의 특성을 VR 아바타에 적용해, 상대가 기뻐하면 함께 기뻐하고 위협적인 행동에는 방어적으로 반응하는 현실적인 상호작용을 구현했다.
어리스모션의 핵심은 ‘산술 연산’을 활용한 직관적인 입력 방식이다. 상대방의 동작에 숫자를 곱하면 반응이 과장되고, 마이너스 연산을 적용하면 반대되는 동작이 나타난다. 사용자는 계산기의 더하기·빼기 버튼을 누르듯 간단한 입력만으로 자신의 의도를 아바타에 전달할 수 있다.
연구팀은 해당 기술을 모바일 VR 환경에서도 활용할 수 있도록 시스템을 구현했다. 모션 입력이 제한적인 모바일 환경에서도 상황에 맞는 다양한 동작 표현이 가능해지면서, 사용자는 획일적인 동작에서 벗어나 가상공간 속에서도 개성 있는 표현이 가능해졌다.
이번 연구는 장비 유무에 따른 비언어적 표현 격차를 줄이고, 보다 많은 사용자가 동등하게 소통할 수 있는 기반을 마련했다는 점에서 의미가 크다. 황인석 교수는 “어리스모션은 아바타가 상대방 행동에 맞춰 자연스럽게 반응하도록 설계해 VR에서도 실제와 유사한 소통을 가능하게 했다”며 “스마트폰에서도 활용할 수 있도록 구현해 적용 범위를 넓혔다”고 밝혔다. 논문 제1 저자인 장재웅 씨는 “사용자의 의도를 정확하게 반영하고 보다 자연스러운 표현을 돕는 데 연구의 초점을 맞췄다”고 설명했다.
한편, 이번 연구는 POSTECH 컴퓨터공학과 황인석 교수 연구팀(통합과정 장재웅 씨, 박사과정 조성재 씨, 학부과정 신예슬 씨)이 수행했으며, 최근 VR 분야 국제 학술대회인 ‘ACM 가상현실 소프트웨어 및 기술 학술대회(ACM VRST 2025)’에서 발표됐다. 연구는 한국연구재단, 정보통신기획평가원, 한국산업기술진흥원, 연구개발특구진흥재단 등 다수 기관의 지원을 받아 진행됐다.
<구글 번역으로 번역한 영문 기사의 전문 입니다. 번역에 오류가 있을 수 있음을 밝힙니다.>
POSTECH Implements Avatar Movement Using Arithmetic Operations… A New Horizon for Mobile VR Communication
A research team led by Professor Hwang In-seok at Pohang University of Science and Technology (POSTECH) has developed "ArithMotion," a mobile virtual reality (VR) system that allows anyone to easily express a variety of movements and facial expressions through an avatar. By controlling the avatar's responses with simple arithmetic operations, the system is expected to enable natural nonverbal communication without the need for expensive equipment.
In social VR platforms like "VR Chat," avatar movements, facial expressions, and hand gestures are key means of communication between users. Gestures, in particular, are crucial for forming emotional connections and enhancing a sense of presence and agency. However, most users lack full-body tracking equipment, limiting them to repeating limited movements.
To address this issue, the research team focused on "mutual relativity," a natural social response. By applying the human characteristic of mimicking or reacting inversely to the actions of others, the team created a realistic interaction where users rejoice when others are happy and react defensively when others are threatening.
The core of Arrismotion is its intuitive input method, utilizing "arithmetic operations." Multiplying a number by an opponent's motion exaggerates the response, while applying a subtraction operation results in the opposite motion. Users can convey their intentions to their avatars with simple inputs, much like pressing the plus and minus buttons on a calculator.
The research team implemented a system that allows this technology to be utilized in mobile VR environments. Even in mobile environments with limited motion input, users can now express a variety of actions appropriate to the situation, allowing them to move beyond standardized gestures and express themselves uniquely in virtual spaces.
This research is significant in that it reduces the gap in nonverbal expressions between users and establishes a foundation for equal communication among a wider range of users. Professor Hwang In-seok stated, "Arrismotion is designed to allow avatars to react naturally to the actions of others, enabling realistic communication in VR. We have also expanded its application scope by implementing it for smartphones." Lead author Jang Jae-woong explained, "Our research focused on accurately reflecting the user's intentions and facilitating more natural expressions."
Meanwhile, this research was conducted by Professor Hwang In-seok's research team in the Department of Computer Science at POSTECH (Integrated Program: Jaewoong Jang, PhD Program: Seongjae Cho, and Undergraduate Program: Yeseul Shin) and was recently presented at the ACM Conference on Virtual Reality Software and Technology (ACM VRST 2025), an international academic conference in the field of VR. The research was supported by numerous organizations, including the National Research Foundation of Korea, the National IT Industry Promotion Agency (NIPP), the Korea Institute for Information and Communications Technology Evaluation and Planning (KITEP), the Korea Institute for Advancement of Technology (KIAT), and the Korea Research and Development Special Zone Promotion Foundation.
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