성대-한양대 연구팀, 사람의 촉각 기능 모사한 인공피부 개발

성균관대와 한양대 공동 연구팀이 사람의 촉각 기능을 모사한 인공신경 촉각시스템을 개발했다고 테크익스플로어가 지난 24일(현지 시각) 보도했다.

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이번 연구는 과학전문저널인 ‘네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)’ 6월 3일자에 게재됐다.

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연구팀은 입자 기반의 폴리머 합성센서와 신호변환 시스템을 활용해 사람의 촉각 인지 과정을 모사한 인공신경 촉각피부시스템을 개발했다고 밝혔다.

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보도에 따르면 생물학적인 감각시스템은 ‘체성(體性) 감각적인 변환(somatosensory transduction)’ 과정을 통해 촉각을 ‘활동전위(Action Potentials)’로 변환시킨다. 이어 이 신호는 ‘구심신경(afferent nerve)‘을 통해 뇌로 전달된다.

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연구팀은 이같은 사람의 촉각시스템을 모사하기 위해 인공신경 촉각피부시스템을 만들고 압력과 진동에 반응하는 센서 기술들을 적용했다. 이 인공시스템은 인간 피부에 있는 ’늦은 순응 기계적 수용기(slow adaptive mechanoreceptor)‘와 ’빠른 순응 기계적 수용기(fast adaptive mechanoreceptor)‘를 복사했다. 이렇게 해서 수집하는 데이터는 인간의 감각 뉴런에 의해 수집되는 정보를 닮았다.

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연구팀이 개발한 인공피부시스템은 탄성 폴리머 매트릭스에 배치된 압전소자와 유도성 압전저항으로 이뤄진 T-스킨 필름으로 만들어졌다. 사람의 피부처럼 얇고 가벼운 특성을 지니고 있다는 설명이다.

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연구팀은 쥐를 대상으로 실험을 실시해 인공피부시스템과 실제 생물학적 시스템과 통합할 수 있는 가능성을 확인했다고 밝혔다. 연구팀은 또한 딥러닝 기술을 접목해 인공촉각시스템이 물체의 표면 재질을 99.1%의 정확도로 분류할 수 있도록 개선했다. 이번에 개발한 인공촉각시스템을 로봇의 피부 등에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

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장길수 ksjang@irobotnews.com

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