싱가포르국립대, 소프트 로봇용 변형 센서 개발

▲ 싱가포르국립대(NUS) 연구진이 기존 센서보다 10배 이상 민감성을 갖고 있는 무선 변형센서(strain sensor)를 개발했다. 연구팀이 재활 훈련용 소프트 장갑에 이 기술을 적용해 테스트하고 있다(사진=싱가포르국립대) ​ 싱가포르국립대(NUS) 연구진이 기존 센서보다 10배 이상 민감성을 갖고 있는 무선 변형센서(strain sensor)를 개발했다고 밝혔다.   과학전문 매체 ‘피즈닷오알지(Phys.org)’에 따르면 싱가포르국립대 천포엔(Chen Po-Yen) 교수 연구팀은 기존 센서에 비해 10배 이상 민감하게 반응하는 나노소재 기반의 변형 센서를 개발하고 관련 연구논문을 전문 저널인 ‘ACS 나노(Nano)’에 게재했다.   이 변형센서는 산업용 로봇팔, 소프트 외골격 로봇, 의료용 로봇 등에 적용돼 로봇의 민감한 위치 변화와 움직임 등을 측정하는데 활용할 수 있다. 측정값을 무선으로 전송할 수 있으며 배터리 없이도 작동 가능하다.   연구팀은 이번에 초박형, 무배터리(battery-free), 데이터 무선 전송 등 특징을 지닌 나노소재인 ‘MXenes’를 개발했다. 이 소재는 유연하고, 신축성이 있으며 전기적 유도 특성을 지니고 있다. ​ 천포엔 교수는 “기존의 변형센서는 사용하고 있는 센싱 소재의 성질에 따라 성능이 제한되는 한계를 갖고 있어 특정 애플리케이션에 제한적으로 활용됐으나 이번에 개발된 MXenes는 표면의 질감을 제어할 수 있으며 다양한 소프트 외골격 로봇에 맞게 변형 센서의 센싱 성능을 조절할 수 있다”고 설명했다. 이 변형센서는 로봇팔에 전자피부처럼 부착해 정밀 제조 등에 활용할 수 있다.   신형 변형센서는 로봇팔이 얼마나 움직였는지, 그리고 최초의 위치로부터 현재 위치 값의 변화를 정밀하게 측정할 수 있다. 기존의 로봇팔은 외부에 카메라를 설치해 로봇의 움직임과 위치를 추적하는방식인데 반해 새로운 변형센서는 카메라나 시각적인 입력값 없이도 1도 미만의 오차로 정확하게 로봇팔의 움직임을 추적할 수 있다는 설명이다.   싱가포르국립대 연구팀은 ‘리얼텍 싱가포르’와 협력해 이번에 개발된 무선 센서 모듈을 소프트 로봇과 산업용 로봇팔에 적용하는 연구를 진행하고 있다. 향후 스마트 공장 구축에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.   연구팀은 새로운 변형센서를 재활훈련용 소프트 장갑 시제품에 적용해 성능을 테스트했다. 연구팀은 앞으로 새로운 변형센서 기술을 활용하면 소프트 로봇을 인체내부에 투입해 암 조직을 발견하는 용도로도 활용할 수 있을 것으로 보고 있다. 암 조직은 정상적인 신체 조직과 비교해 강도나 느낌이 다르기 때문에 의료진이 절개 수술없이도 로봇을 인체 안으로 밀어넣어 암조직을 찾아낼 수 있다는 설명이다.

장길수  ksjang@irobotnews.com

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