로보트 전자 피부, 휴먼-머신 인터페이스 등 다양한 분야 활용 기대
물체의 종류 및 재질 구분 모식도와 인공 전자 피부 구조/포스텍 제공
포스텍 화학공학과 조길원 교수, 울산대 화학과 이승구 교수 공동 연구팀이 인간의 손보다 뛰어난 감각을 가진 ‘인공 전자 피부’를 개발했다.
인간의 손가락 감각을 모사해 접촉하는 물체의 종류와 재질을 동시에 구별할 수 있는 기술이다.
지금까지 개발된 다감각 센서는 단일 감각의 민감도를 높이거나 물체의 재질 정보만을 알아낼 수 있을 뿐 물체의 종류를 구별하기 어려웠다.
연구팀은 인간 피부의 지문을 구조적으로 모사해 표면에 미세 주름을 가진 얇은 고분자 탄성체 박막을 만들었다.
그 속에 은나노 와이어와 산화아연 나노 와이어를 분산시켜 높은 신축성을 지니는 다감각 인공 전자 피부를 구현했다.
개발된 센서 소자는 압력, 인장, 진동 등의 자극에 따라 각각 다른 종류의 전기적 작동 메커니즘이 선택적으로 작용하여 외부 자극을 구별했다.
물체를 문지르면서 발생하는 복합적인 전기 신호를 분석함으로써 접촉하는 물체의 종류와 재질도 동시에 구분했다.
연구팀은 개발된 인공 전자 피부를 로봇의 손에 부착시켜, 접촉하는 천연 소재, 세라믹, 금속, 합성 고분자 등의 다양한 물질을 구별할 수 있음을 확인했다.
거칠거나 끈적거림, 딱딱함 등 물체의 질감도 구별할 수 있다는 사실도 밝혀냈다.
인지 정확도 면에서 인간이 느끼는 피부 감각보다 오히려 뛰어났다.
전자 피부가 물체 접촉 시의 모식도와 전자 피부와 인간 피부가 물체를 감지할 수 있는 정확도/포스텍 제공
연구팀은 “개발된 인공 전자 피부는 물체의 종류와 재질을 동시에 정확하게 구별해 인지할 수 있다”며 “인공 보철에 사용되는 다감각 센서, 소프트 로보틱스의 전자 피부, 가상현실과 증강현실의 휴먼-머신 인터페이스 등 다양한 분야에 두루 활용될 것으로 기대 된다”고 말했다.
이번 연구성과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 최신호에 게재됐다.
[ⓒ 에너지단열경제. 무단전재-재배포 금지]
