촉각 센서에 대한 다양한 접근이 이뤄지고 있는 가운데, 국내 연구진이 촉각으로 감지한 자극의 유형을 구분해 찔림 또는 뜨거움에 따른 고통 신호를 발생시키는 촉각 시스템을 개발했다.

앞으로 휴머노이드 로봇개발과 의수착용환자에게 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

디지스트 장재은 정보통신융합전공 교수(왼쪽)와 심민경 석박사통합과정 학생. 디지스트 제공

디지스트는 장재은 정보통신융합전공 교수팀이 바늘에 찔리거나 뜨거운 물체에 닿았을 때 사람처럼 고통을 느끼는 전자피부 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.

센서의 구조를 단순화해 압력과 온도를 동시에 측정할 수 있고, 센서의 측정 원리와 상관없이 다양한 촉각 시스템에 적용 가능하다.

이를 위해 연구팀은 산화아연 나노와이어(ZnO Nanowire) 기술에 집중했다.

산화아연 나노와이어는 압력을 감지해 전기신호를 발생시키는 압전 효과 덕분에 배터리가 필요 없는 자가발전형 촉각 센서를 적용했다.

제벡 효과(Seebeck Effect)를 이용한 온도 센서를 동시에 적용해 하나의 센서로 두 가지 일을 하는 구조로 만들었다.

촉각의 고통신호 생성을 모방한 인공센서 및 신호처리 기반 인공 고통 신호 생성 모식도. 디지스트 제공

연구팀은 폴리이미드 유연 기판에 전극을 배열한 후 산화아연 나노와이어를 접목함으로써 압전 신호 및 온도에 의한 제벡 효과를 동시에 측정할 수 있게 했다.

이와 함께, 압력의 크기와 온도를 고려한 고통 신호 발생 여부를 판단하는 신호처리 기법 개발도 성공했다.

장재은 교수는 “인공지능(AI) 분야가 발전할수록 위험 요소 중 하나는 로봇의 공격적 성향 제어 여부”라면서“로봇도 고통을 느낄 수 있다면 공격 성향을 제어할 수 있는 기술로 확장할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 저명 학술지인 ‘소프트 로보틱스’(Soft Robotics) 온라인판 7월 23일자에 게재됐다.

대구=김덕용 기자 kimdy@segye.com

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