공기흐름까지 감지하는 ‘전자피부’ 등장

 

 

 

▲ 울산대 연구진이 개발한 생체 모방 전자 피부 원리를 나타낸 모식도. 생쥐의 수염 구조에서 영감을 얻어 장애물과 공기 흐름을 감지할 수 있도록 만들었다.(사진=울산대)

 

로봇 기술 혁신을 가져올 차세대 원천 기술 중 하나로 ‘전자 피부(e-skin)’가 꼽힌다. 로봇이 동물에 필적하는 ‘촉각’을 얻을 수 있다면 그 응용 범위 역시 극도로 넓어지기 때문이다. 의료 및 재활, 군사, 산업, 서비스 등 다양한 분야 로봇 개발에 활용될 수 있다.

 

이런 가운데 울산대 나노에너지화학과 이승구 교수는 같은 학교 자레이 모하마드 연구교수팀과 공동으로 새로운 형태의 생체모방 전자피부를 개발했다고 20일 밝혔다.

 

이번에 개발된 전자피부는 쥐 등의 설치류의 촉각구조를 모방했다. 설치류는 수염을 이용해 여러 가지 감각을 얻는데, 연구팀은 이를 모방해 공기의 흐름을 감지하고 장애물을 식별할 수 있는 전자 피부 구현에 성공했다. 전자 피부를 제작하기 위해 유연한 잎 구조에 전도성 은나노와이어를 이용했고, 여기에 카복실화(carboxylation, 탄산화) 과정을 거친 다중벽 탄소나노튜브를 코팅해 전극을 설계했다. 이 전극을 고분자 탄성체 필름에 내장하고, 이를 주머니 형태로 만들어 내부에 공기를 넣어 전자피부를 완성했다. 공기를 넣은 것은 전자피부 전체를 팽팽하게 유지되도록 해 민감도를 향상시키기 위해서다.

 

이렇게 만든 전자피부는 미세한 접촉부터 강한 물리적 자극까지 감지했다. 여기에 미세한 공기 흐름까지 감지할 수 있다. 연구진은 이 전자피부를 로봇 쥐에 적용해 실험한 결과, 어두운 환경에서 시각의 도움 없이 경로를 찾아내는데 성공했다. 특히, 촉각 수염에서 감지된 신호가 전자 피부로 전달되어 정밀한 감각 데이터를 생성했으며, 이를 기반으로 로봇이 출구를 찾고 장애물을 피할 수 있었다.

 

이승구 교수는 “이번에 개발된 전자 피부는 촉각과 공기 흐름을 감지하는 독창적인 기능을 갖춰 로봇공학 분야는 물론 의료, 인간-기계 인터페이스(HMI) 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것”이라며 “차세대 웨어러블 장치와 감각 플랫폼 개발에 있어 중요한 전환점이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

 

이번 연구결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’ 2025년 1월호 뒤표지 논문으로 선정됐다. 교육부 대학중점연구소지원사업, 지자체-대학 협력기반 지역혁신사업, 과학기술정보통신부 개인기초연구사업의 지원을 받았다.

 

 

 

▲ 울산대 이승구 교수, 자레이 모하메드 연구교수. (사진=울산대)

 

전승민 기자 enhanced@irobotnews.com

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