고통을 느낄 수 있는 정신감각적 전자 피부기술이 개발됐다. 인간의 오감을 필요로 하는 휴머노이드 분야와 의수착용환자에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
DGIST(총장 국양)는 장재은 정보통신융합전공 교수팀이 사람처럼 바늘에 찔리거나 뜨거운 물체로부터 고통을 느끼는 전자피부 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.
현재 대부분 촉각 센서 연구는 로봇이 물체를 잡는데 사용되는 압력을 측정하는 물리적인 모방기술에 집중하고 있다. 사람이 촉각으로부터 느끼는 부드러움, 거칠기 같은 정신감각적인 촉각 연구는 아직 미진하다.
장 교수팀은 DGIST 뇌·인지과학전공 문제일 교수팀, 정보통신융합전공 최지웅 교수팀, 로봇공학전공 최홍수 교수팀과 공동 연구를 통해 사람처럼 고통과 온도를 느낄 수 있는 촉각 센서를 개발했다. 주요 장점은 센서 구조를 단순화해 압력과 온도를 동시에 측정할 수 있다는 것과 센서 측정 원리와 상관 없이 다양한 촉각 시스템에 적용 가능하다는 것이다.
연구팀은 산화아연 나노와이어기술에 집중했다. 산화아연 나노와이어는 압력을 감지해 전기신호를 발생시키는 압전 효과 덕분에 배터리가 필요 없는 자가 발전형 촉각 센서로 적용됐다. 또한 제벡 효과를 이용한 온도 센서가 동시에 적용돼 하나의 센서로 두 가지 일을 하는 구조로 만들었다.
폴리이미드 유연 기판에 전극을 배열한 후 산화아연 나노와이어를 접목시켰고, 압전 신호와 온도에 의한 제벡 효과를 동시에 측정이 가능했다. 더불어 압력 크기와 온도를 고려한 고통 신호 발생 여부를 판단하는 신호처리 기법도 개발했다.
장재은 교수는 “미래형 촉각 센서 개발에서 필수적인 고통 감지를 효과적으로 구현할 수 있는 핵심기반기술을 개발했다. 이는 나노공학, 전자공학, 로봇공학, 뇌과학 분야 전문가의 융합 연구 결과로 다양한 감각을 느끼는 전자 피부 및 새로운 인간-기계 상호작용 연구에 적극 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
대구=정재훈기자 jhoon@etnews.com
