포스텍·울산대 연구팀, 인간의 손보다 뛰어난 인공전자 피부 개발…인공보철, 가상현실 등 다양한 분야에 적용될 예정

왼쪽부터 포스텍 조길원 교수, 이기원 박사, 울산대 이승구 교수. 포스텍 제공

다양한 자극을 인지하는 인간의 손보다 더 뛰어난 감각을 가진 인공 전자 피부가 개발돼 화제다.

포스텍(총장 김무환) 화학공학과 조길원 교수, 이기원 박사 연구팀은 울산대 화학과 이승구 교수와 공동 연구를 통해 인간의 손가락 감각을 모사해 접촉하는 물체의 종류와 재질을 동시에 구별할 수 있는 '인공 전자 피부' 개발에 성공했다.

연구 성과는 최고 권위의 재료과학 분야 학술지인 '어드밴스드 사이언스'지 최신호 논문에 실렸다.

지금까지 개발된 다감각 센서는 단일 감각의 민감도를 높이거나 물체의 재질 정보만을 알아낼 수 있을 뿐 물체의 종류를 구별하기는 어려웠다.

연구팀은 사람의 지문을 배껴 표면에 미세 주름을 가진 얇은 고분자 탄성체 박막을 만들고, 그 속에 은나노와이어와 산화아연 나노와이어를 분산시켜 높은 신축성을 지니는 다감각 인공 전자 피부를 구현했다.

개발된 센서 소자는 압력, 인장, 장력 등 자극별로 다른 종류의 전기적 작동 메커니즘이 선택적으로 작용하기 때문에 외부 자극을 구별할 수 있다. 또 물체를 문지르면서(드래깅) 발생하는 복합적인 전기 신호를 분석함으로써 접촉하는 물체의 종류와 재질도 동시에 찾아냈다.

연구팀은 인공 전자 피부를 로봇의 손에 부착해 천연 소재, 세라믹, 금속, 합성 고분자 등의 다양한 물질 구별 여부를 확인한 결과 만족할 만한 성과를 얻었다. 여기에다 거칠거나 끈적함, 딱딱함 등 물체의 질감을 인지해 냈으며 정확도 측면에서도 인간 피부 감각보다 뛰어나다는 사실을 확인했다.

조길원 교수는 "인공 전자 피부는 물체의 종류와 재질을 동시에 인지할 수 있다"며 "인공 보철에 사용되는 다감각 센서, 소프트 로보틱스의 전자 피부, 가상현실과 증강현실 등 다양한 분야에 두루 활용될 것으로 보인다"고 했다.