소리까지 듣는 인공 전자피부 국내서 첫 개발

소리까지 듣는 인공 전자피부 국내서 첫 개발

UNIST-동아대 연구팀, 표면에 굴곡 입혀 미세 압력·온도 감지 

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UNIST 고현협 교수와 동아대학교 이헌상 교수 공동 연구팀이 개발한 '생체모사 전자피부'의 모습. UNIST 제공

국내 연구진이 사람의 손처럼 미세한 압력과 진동, 온도를 감지하고 소리까지 듣는 인공 전자 피부를
개발했다.

울산과학기술원(UNIST) 고현협 교수와 동아대학교 이헌상 교수 공동 연구팀은 이 같은 다기능 센서 역할을 하는 '생체모사 전자 피부'를 개발했다고 1일 밝혔다.

이 전자 피부는 손가락 지문처럼 굴곡진 표면을 입혀 기존 촉각 센서로는 불가능했던 미세한 표면의 거칠기를 감지할 수 있고, 물방울이 충돌할 때 생기는 미세한 압력과 온도 변화도 잡아낼 수 있다고 연구팀은 설명했다. 이 기술은 로봇이나 웨어러블 소자, 사물인터넷, 보안, 헬스케어 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 전망이다.

사람은 손으로 물체를 만지면서 표면 구조와 온도, 거칠기 등의 정보를 감지한다. 피부 안에 압력, 온도, 진동 등을 감지하는 '감각 수용기'가 있기 때문이다. 피부 안쪽의 독특한 마이크로 구조는 촉각을 예민하게 만들고, 미세한 반구(dome)들이 서로 맞물린 구조가 촉각 신호를 증폭시켜 감각 수용기에 전달한다. 또 손끝 지문은 표면에 접촉하면서 진동을 일으켜 미세한 거칠기를 감지한다.

연구진은 고분자 복합소재 필름을 가공해 한 면에는 마이크로 크기의 반구 들을 만들었다. 그다음 필름의 볼록한 부분끼리 서로 맞물리도록 두 장을 붙여 피부 안쪽과 같은 마이크로 구조를 만들었다. 여기에 지문처럼 굴곡진 표면을 가진 인공지문을 입혀 유연한 생체모사 전자 피부를 완성했다.

고 교수는 "손가락 지문은 물체를 잡을 때 미끄러지는 것을 방지할 뿐 아니라 미세한 질감을 파악하는 기능을 한다"며 "지문을 비롯해 손가락 피부 내부 구조까지 모사해 표면 질감과 온도, 압력, 소리까지 동시에 감지할 수 있는 전자 피부를 만들었다"고 말했다.

이 연구결과는 미국과학협회가 발행하는 국제 학술지 '사이언스 어드밴스(Science Advances)'에 발표됐다.