인간형 로봇에 입힐 '전자피부' 세계 첫 개발 완료

김상훈 기자 / 기사승인 : 2020-11-20 10:45:31
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다기능성 전자 피부 개발... 사람 피부처럼 촉각·온도 함께 느껴

포항공대-미국 스탠퍼드대 공동연구팀 성과 사이언스지 게재

▲전자피부를 실제로 밀었을 때의 인식 이미지. 접촉한 부분의 온도변화, 힘의 방향을 정확하게 인식한다. [제공=포항공과대]

 

 

이러다가는 정말 사람과 똑같이 느끼는 로봇이 개발되게 생겼다. 사람 피부처럼 온도와 자극을 모두 감지할 수 있는 전자피부가 국내 연구팀에 의해 개발됐다.

 

포항공대(포스텍)는 신소재공학과 정운룡 교수·유인상 박사와 미국 스탠퍼드대 제난 바오 교수 공동연구팀이 온도와 기계적 자극을 동시에 측정할 수 있는 '다기능성 이온-전자피부'를 세계 최초로 개발했다고 20일 밝혔다.

 

연구 결과는 과학 분야 최고 권위지인 사이언스지 20일 자에 공개됐다.

 

피부학자 등에 따르면 사람 피부에는 꼬집거나 비트는 다양한 촉각과 뜨겁거나 차가운 온도를 감지할 수 있는 수용체가 있다. 그러나 그 미세함과 민감함이 워낙 강해 인공 전자피부에 적용하기 어려웠다.

 

이 때문에 지금까지 발표된 전자피부는 사람 피부처럼 2가지를 동시에 인지하지 못하고 움직임이나 온도를 각각 감지했다.

 

이 연구팀은 인간 피부의 촉각 수용체가 전해질로 가득 차 있어 변형이 자유로우면서도 망가지지 않는다는 점에 주목했다.

 

전해질을 함유한 이온 전도체 소재가 측정 주파수에 따라 측정할 수 있는 성질이 달라진다는 점을 이용해 촉각과 온도를 동시에 측정하는 다기능성 인공 수용체를 만들었다.

 

이 전자피부는 밀림, 꼬집기, 벌림, 비틀림 등 여러 움직임에 대해 힘을 가한 방향이나 늘어난 정도, 힘을 가한 물체 온도를 정확하게 측정할 수 있다.

 

전극-전해질-전극의 간단한 구조로 만들어져 상용화에도 큰 이점을 지녔다.

 

1저자인 유인상 박사는 "집게손가락이 닿으면 전자피부는 접촉을 온도변화로 감지하고 이후 손가락이 피부를 밀면 접촉된 뒷부분이 늘어나 움직임으로 인지한다""이 전자피부가 온도나 움직임을 감지하는 원리는 실제 인간 피부가 다양한 촉각을 인지하는 원리 중 하나일 것으로 추측한다"고 설명했다.

 

전문가들은 다기능성 이온-전자피부를 입는 온도센서나 인간형 로봇 등에 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이미 인간형 로봇은 상당 수준에서 인간의 외모와 걸음, 집어 올리고 조이는 손가락 관절의 능력, 점프까지 가능한 무릎 관절의 기능을 재현하고 있는 상황이다. 여기에 인간 피부와 유사한 전자 피부가 입혀진다면 거의 인간의 모습과 닮은, 그리고 인간처럼 피부 접촉을 느끼는 로봇이 탄생할 가능성이 높다고 전망했다.

 

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