피부 감각 구조 모사… 고해상도 고분자·발광 복합소재
지문, 점자 인식부터 필적 감정까지 가능
울산과학기술원이 동적 힘까지 분석할 수 있는 차세대 광학 촉각 센서를 개발했다. 필적 감정에서 표면 분석, 위조 방지까지 다양한 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
울산과학기술원(UNIST·총장 박종래)은 이지석·고현협·김동혁 에너지화학공학과 교수팀이 서울대 김정욱 교수팀과 공동으로 움직이는 터치 신호를 실시간 분석할 수 있는 광학 촉각 센서를 개발했다고 30일 밝혔다.
기존 광학 센서가 정적인 힘만 측정할 수 있었던 것과 달리 이 광학 촉각 센서는 정적인 힘과 동적인 힘을 분리해 측정 분석할 수 있다. 필적 감정 분야에 적용하면 필기 속도와 압력 변화를 가시적으로 분석해 개인 식별이 가능하다.
핵심 기술은 상향 변환 나노 입자다.
광학 촉각 센서는 상향 변환 나노 입자를 탑재해 높은 해상도로 동적 힘을 측정하고, 근적외선 흡수 방식으로 외부에서 가해지는 힘을 정확하게 감지한다.
사람 피부 감각을 모방한 센서 구조 설계로 수직 압력과 마찰 전단력을 동시에 구분한다. 동적 터치 신호에서 수직 압력과 마찰 전단력을 분리하고 힘의 방향까지 정확히 파악한다.
이어 기계학습 기술로 수집 데이터를 정밀 분석한다.
공동 연구팀은 유한요소해석(FEA)으로 센서 내 힘 전달 경로와 신호 변화 타당성도 검증했다.
개발 센서를 응용해 점자음성 변환시스템에 적용했고, 동적생체인식시스템과 위조 방지 애플리케이션도 선보였다.
이지석 교수는 “피부 감각기관 구조를 모방해 정적 압력과 동적 마찰력을 동시에 가시화하고, 기계학습으로 두 힘을 분리해 실시간으로 분석한 최초의 연구”라며 “간단한 센서 구조로 향후 고감도 필적 감지를 비롯한 동적 압력 정량화 센서로 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
