지역일반

포스텍 연구팀, 사람 손보다 감각 뛰어난 ‘인공 전자 피부’ 개발

손가락보다 더 정확히 물체 종류와 재질 구별

개발된 전자 피부와 인간 피부가 임의의 물체를 감지할 수 있는 정확도 등을 표시한 화면.


사람의 손보다 더 뛰어난 감각을 가진 인공 전자 피부를 포스텍 연구팀이 개발했다.

23일 포스텍에 따르면 화학공학과 조길원 교수, 이기원 박사 연구팀이 사람의 손가락 감각을 모사해 접촉 물체의 종류와 재질을 동시에 구별할 수 있는 ‘인공 전자 피부’ 개발에 성공했다.

지금까지 개발된 다감각 센서는 단일 감각의 민감도를 높이거나 물체의 재질 정보만을 알아낼 수 있을 뿐 물체의 종류를 구별하는 데 한계를 보였다.

이 같은 연구팀은 사람 피부의 지문을 구조적으로 모사해 표면에 미세 주름을 가진 얇은 고분자 탄성체 박막을 만들었다.

그 속에 은나노와이어와 산화아연 나노와이어를 분산시켜 높은 신축성을 지닌 다감각 인공 전자 피부를 구현했다.

개발된 센서 소자는 압력, 인장, 진동 등의 자극에 따라 각각 다른 종류의 전기적 작동 메커니즘이 선택적으로 작용해 외부 자극을 구별한다.

또 물체를 문지르면서 발생하는 복합적인 전기 신호를 분석해 접촉하는 물체의 종류와 재질도 동시에 구분한다.

연구팀은 개발된 인공 전자 피부를 로봇의 손에 부착시킨 후 접촉하는 천연 소재, 세라믹, 금속, 합성 고분자 등의 다양한 물질을 구별할 수 있음을 확인했다.

동시에 거칠거나 끈적끈적함, 딱딱함 등 물체의 질감도 구별할 수 있고, 인지 정확도 면에서는 인간이 느끼는 피부 감각보다 더욱 뛰어나다는 사실도 밝혀냈다.

조길원 교수는 “인공 보철에 사용되는 다감각 센서, 소프트 로보틱스의 전자 피부, 가상현실과 증강현실의 휴먼-머신 인터페이스 등 다양한 분야에 두루 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 나노기반 소프트일렉트로닉스 연구단 지원으로 수행됐다.

연구 성과는 최고 권위의 재료과학 분야 학술지인 ‘어드밴스드 사이언스’ 최신호에 게재됐다.

사람의 손보다 더 뛰어난 감각을 가진 인공 전자 피부를 포스텍 연구팀이 개발했다.

23일 포스텍에 따르면 화학공학과 조길원 교수, 이기원 박사 연구팀이 사람의 손가락 감각을 모사해 접촉 물체의 종류와 재질을 동시에 구별할 수 있는 ‘인공 전자 피부’ 개발에 성공했다.

지금까지 개발된 다감각 센서는 단일 감각의 민감도를 높이거나 물체의 재질 정보만을 알아낼 수 있을 뿐 물체의 종류를 구별하는 데 한계를 보였다.

이 같은 연구팀은 사람 피부의 지문을 구조적으로 모사해 표면에 미세 주름을 가진 얇은 고분자 탄성체 박막을 만들었다.

그 속에 은나노와이어와 산화아연 나노와이어를 분산시켜 높은 신축성을 지닌 다감각 인공 전자 피부를 구현했다.

개발된 센서 소자는 압력, 인장, 진동 등의 자극에 따라 각각 다른 종류의 전기적 작동 메커니즘이 선택적으로 작용해 외부 자극을 구별했다.

또 물체를 문지르면서 발생하는 복합적인 전기 신호를 분석해 접촉하는 물체의 종류와 재질도 동시에 구분했다.

연구팀은 개발된 인공 전자 피부를 로봇의 손에 부착시킨 후 접촉하는 천연 소재, 세라믹, 금속, 합성 고분자 등의 다양한 물질을 구별할 수 있음을 확인했다.

동시에 거칠거나 끈적함, 딱딱함 등 물체의 질감도 구별할 수 있고, 인지 정확도 면에서는 인간이 느끼는 피부 감각보다 더욱 뛰어나다는 사실도 밝혀냈다.

조길원 교수는 “인공 보철에 사용되는 다감각 센서, 소프트 로보틱스의 전자 피부, 가상현실과 증강현실의 휴먼-머신 인터페이스 등 다양한 분야에 두루 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 나노기반 소프트일렉트로닉스 연구단 지원으로 수행됐다.

연구 성과는 최고 권위의 재료과학 분야 학술지인 ‘어드밴스드 사이언스’ 최신호에 게재됐다.

김웅희 기자 woong@idaegu.com
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김웅희기자
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