美 스탠포드대, 문어 위장술 모방한 ‘인공 피부’ 개발

▲시간이 지남에 따라 인공피부의 색깔이 바뀌고 있다. (사진=스탠포드대)

美 스탠포드대 연구팀이 문어의 위장술에서 영감을 받아 색상과 질감을 동시에 바꿀 수 있는 인공 피부를 개발했다고 파이낸셜타임즈가 8일(현지시간) 보도했다. 이 기술은 향후 로봇과 디스플레이 산업에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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시드하르트 도시(Siddharth Doshi) 등 스탠포드대 연구팀은 세계적인 과학저널 ‘네이처(Nature)’에 문어, 오징어 등 두족류의 위장 메커니즘을 모방한 인공 피부 연구 결과를 발표했다. (논문 제목:Soft photonic skins with dynamic texture and colour control)

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문어는 포식자를 피하거나 먹이를 사냥할 때 카멜레온보다 빠르고 정교하게 외형을 바꿀 수 있다. 연구팀은 이러한 두족류의 특징을 모델링하기 위해 변형이 쉬운 고분자 필름(Polymer film)과 반도체 제조 공정인 ‘전자빔 리소그래피(Electron-beam lithography)’ 기술을 활용했다. 나노미터 단위로 패턴을 새길 수 있는 이 기술을 통해 고분자 필름에 미세한 나노 구조를 형성했다. 이를 통해 빛의 반사율을 조절함으로써 인공피부의 색을 바꾸는 수준을 넘어, 표면의 거칠기를 매끄럽거나 거칠게 자유자재로 변형시키는 데 성공했다.

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이 인공 피부는 색상과 질감을 담당하는 층을 이중으로 분리해 각각 독립적으로 제어할 수 있다. 수분이 닿으면 약 20초 이내에 미리 설계된 패턴으로 변하며, 마르면 원래 상태로 복원되는 방식이다. 알코올 화합물의 농도에 따라 5가지 이상의 색상 상태를 구현할 수 있으며, 표면 입자감을 조절해 주변 바위나 모래의 질감을 재현할 수 있다.

연구팀은 향후 이 인공 피부에 디지털 제어 시스템과 컴퓨터 비전 알고리즘을 결합할 계획이다. 로봇이 카메라로 주변 환경을 인식하면, 인공 피부가 실시간으로 정보를 수집해 즉각적으로 외형을 동기화할 수 있다.

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프란시스코 마르틴-마르티네스(Francisco Martin-Martinez) 킹스 칼리지 런던 교수는 “이 기술이 발전하면 상황에 즉각 적응하는 ‘스마트 스킨’을 비롯해 필요에 따라 점자나 버튼이 튀어나오는 새로운 형태의 터치스크린도 가능해질 것”이라고 전망했다.

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이번 연구는 극한 환경에서의 탐사 로봇, 군사적 위장 로봇, 그리고 인간과 상호작용하는 서비스 로봇의 촉각 인터페이스 등 다양한 분야에서 로봇의 ‘물리적 지능’을 끌어올릴 것으로 기대된다.

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백승일 기자 robot3@irobotnews.com

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