새로 개발된 전자 피부로 휴머노이드 로봇 공학 발전

피부는 인간에게 촉각, 온도와 통증을 감지하는 능력, 그리고 삶의 다른 많은 중요한 측면을 제공하기 때문에 인공 또는 전자 피부의 발전은 휴머노이드 로봇을 만드는 데 기본이 됩니다. 인체에는 피부에 촉각 수용체가 있어 온도나 기계적 자극을 뇌의 전기 신호로 변환할 수 있습니다.

전자 피부에서 이러한 능력을 복제하는 것은 극히 어려우며 오늘날의 버전은 움직임이나 온도를 개별적으로 감지할 수 있을 뿐입니다. 지금까지 인간의 피부처럼 두 가지를 동시에 할 수 있는 것은 없었습니다.

다중 모드 이온 전자 스킨

Stanford University의 연구팀은 바로 그렇게 할 수 있는 새로운 다중 모드 이온 전자 스킨을 개발했습니다. 이온 전도체의 특수한 특성을 적용하여 팀은 전자 피부가 온도와 기계적 자극을 동시에 측정할 수 있는 간단한 구조를 만들 수 있었습니다.

연구팀은 포항공과대학교 정운용 신소재공학과 교수와 유인상 박사, Zhenan Bao 교수가 참여했다. 연구 결과는 과학11 월 20.

이 개발 이전에는 전자 피부에 기계적 자극을 가하면 온도 측정에 큰 오차가 발생하는 경우가 많았습니다. 팀은 인간의 피부를 영감으로 보고 전해질로 센서를 만들었습니다. 전해질을 포함하는 이온 전도체 재료는 측정 빈도에 따라 측정 가능한 특성이 다를 수 있습니다.

이를 통해 촉각과 온도를 동시에 측정할 수 있는 다기능 인공수용체를 개발했다. 연구팀은 서로 반응하지 않고 온도와 움직임을 측정할 수 있는 두 가지 변수인 전하 이완 시간과 정규화 정전용량을 도출할 수 있었다.

새로 개발된 인공수용체는 적용된 물체의 온도와 외부 자극에 대한 변형률 프로파일을 정확하게 측정할 수 있어 많은 상업적 활용 가능성이 있다.

휴머노이드 스킨

다중 모드 이온 전자 스킨의 경우 웨어러블 온도 센서 또는 로봇 스킨에 적용하여 보다 인간형으로 만들 수 있습니다.

유인상 박사는 이 연구의 제XNUMX저자입니다.

유씨는 “전자피부에 집게 손가락을 대면 온도 변화로 전자피부가 접촉을 감지하고, 손가락으로 피부를 누르면 접촉 부위 뒷부분이 늘어나 움직임으로 인식한다”고 말했다. "나는 이 메커니즘이 실제 인간의 피부가 온도와 움직임과 같은 다양한 자극을 인식하는 방법 중 하나라고 생각합니다."

정은 교신저자였다.

정 교수는 “이번 연구는 전해질을 이용한 복합 전자피부 연구의 문을 여는 첫걸음”이라고 말했다. “이 연구의 궁극적인 목표는 인간의 촉각 수용체와 신경 전달 물질을 모사한 인공 이온 전자 피부를 만들어 질병이나 사고로 촉각을 잃은 환자의 촉각을 회복시키는 데 도움을 주는 것입니다.”