시사위크=박설민 기자  국내 연구진이 사람의 피부처럼 여러 촉각을 동시에 느낄 수 있는 전자 센서 개발에 성공했다. 산업 현장 내 로봇 사고율 감소 등 근로자 안전과 업무 효율 증진과 맞춤형 의수, 신형 의료용 로봇 개발 등 여러 첨단 산업 분야 발전에 큰 도움이 될 전망이다.

한국기계연구원(기계연)은 임현의 나노융합장비연구부 연구부장 연구팀이 사람의 피부처럼 실시간으로 촉각 정보를 제공하는 실시간 다중 촉각 감지 시스템을 개발했다고 21일 밝혔다.

이번에 연구팀이 개발한 촉각 감지 시스템은 사람의 뇌 신경 원리를 모사한 것이다. 사람의 피부는 다양한 종류의 촉감을 감지한 다음 뇌로 전달해 감각 신호로 바꾼다. 이와 유사하게 연구팀의 다중 촉각 감지 시스템은 4개의 촉각센서와 신호처리, 전달, 분석을 담당하는 모듈로 구성돼 있다. 촉각센서로 다양한 촉각과 표면의 질감을 식별한 한 후 복잡한 동작을 구분하는 것이다.

이 시스템은 온열감, 표면 거칠기, 미끄럼 감지 등 사람의 피부와 같은 촉감을 느낄 수 있다. 기술의 핵심인 촉각 감지 시스템은 3D 프린팅 기술을 이용해 구부러지기 쉬운 유연한 형태의 전극을 만들어 제작했다. 유연성을 가진 전극을 전자 모듈부의 연성회로기판(FPCB)과 연결해 온도와 진동, 전단력, 수직 압력을 감지하는 4가지 촉각센서의 신호처리를 손쉽게 전달할 수 있다.

기계연 연구팀은 “기존 촉각 감지 센서는 여러 외부 측정기와 분석 장비를 사용해 부피가 크고 시스템 구성이 복잡해 착용형 기기나 로봇 등에 적용하기 어려웠다”며 “반면 이번에 개발한 촉각 감지 시스템은 얇은 4개의 촉각센서로 감각 신호 변환과 전달, 분석 정보를 동시에 받을 수 있도록 개발돼 가볍고 단순한 형태라 실제 로봇이나 착용형 기기에 적용할 수 있다”고 설명했다.

임현의 연구부장은 “실시간 다중 촉각 감지 시스템은 사람의 감각 시스템을 모사하여 여러 감각을 동시에 느낄 수 있다”며 “로봇과  웨어러블 기기, 의수에 적용하면 제조업이나 환자 재활 운동 등에 활용할 수 있어 국민의 복지 향상과 안전에 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 지원 ‘바이오닉암메카트로닉스 융합연구사업’ 및 기계연 기본사업 ‘나노기반 옴니텍스(Omni-TEX) 제조 기술 개발’ 과제의 지원을 받아 수행됐다. 연구 성과는 국제 로봇 기술 학술지 ‘소프트 로보틱스(Soft Robotics)’에 12월 19일자로 게재됐다.