인간의 피부 능가하는 '소프트 로봇피부' 성큼

포유류의 촉각원리를 구현한 초고감도, 초저전력, 고신축성 전자피부 개발[사진= 미래부]

아주경제 권지예 기자 = 국내 연구팀이 소리에서부터 혈압, 일반 터치, 다양한 물체의 하중까지 정확하게 감별하는 '초고감도, 초저전력, 고신축성 전자피부'를 세계 최초로 개발했다.

3일 미래창조과학부에 따르면 김도환 숭실대 교수·정희태 카이스트 교수 연구진은 포유류의 피부를 구성하는 촉각세포가 외부압력을 감지하는 원리를 구현한 '점-유탄성 고분자 신소재 개발'을 통해 전자피부를 개발했다. '점-유탄성'이란 탄성과 점성을 동시에 갖고 있는 구조체 내에 유체가 점성을 갖고 흐르는 성질을 말한다.

연구진은 인간의 피부가 인지하는 터치뿐만 아니라, 소리에서부터 혈압 그리고 물체의 하중에 의해서도 점-유탄성이 유효하게 변화한다는 점에 착안해 전자피부를 개발하게 됐다.

앞으로는 초고감도, 초저전력, 고신축성 전자피부가 부착된 차세대 소프트로봇이 촉각피드백을 통해 환자의 건강상태를 알려주거나, 정교하고 세밀한 수술을 하는 일 등이 가능해질 전망이다.

이번에 개발된 초고감도 전자피부의 실용화를 위해서는 점-유탄성 고분자 소재 기반의 촉각센서를 습도나 온도 같은 외부환경으로부터 보호하는 등의 보완 작업이 필요하다. 연구진은 전자피부가 기존의 상용화된 프린팅 기술인 '잉크젯 및 3D 프린팅 기술' 적용이 가능하다고 보고, 대면적 전자피부의 신뢰성 측면을 고려할 때 5년 안에 상용화가 이뤄질 것으로 내다봤다.

연구진이 주도한 이번 연구 결과는 재료과학분야 세계적 국제학술지 '어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)' 2017년 30호 표지논문으로 4일 게재되며, 관련 기술로 1건의 국내특허와 3건의 해외특허를 출원했다.

김도환 교수는 "이번에 구현한 전자피부 기술은, 넓은 압력범위에서 선형적으로 고민감성이 요구되는 분야에서 기존 기술의 한계를 극복할 수 있는 신규 소재설계의 해법을 촉각세포의 압력감지원리에 대한 체계적인 이해를 바탕으로 제공했다는 점에서 학문적 의의가 크다"면서 "이번에 제안된 과학적 성과는 차세대 플렉서블 디스플레이용 터치스크린뿐만 아니라 최근 이슈가 되고 있는 인간 촉각능력 이상을 요구하는 생체진단·치료 및 수술용 소프트 로봇과 같은 다양한 인간-로봇-환경 촉각인터페이스가 절실히 요구되는 보건, 의료 등 헬스케어시스템, 재난·구조, 방위산업 등 다양한 산업분야에 적용이 가능할 것으로 기대된다"고 전했다.