새로운 전자 피부 기술, 휴머노이드 로봇 개발에 기여

인공 또는 전자 피부의 발전은 휴머노이드 로봇의 개발에 필수적이다. 피부는 우리에게 감각, 온도 및 통증을 감지하는 능력, 그리고 삶의 많은 다른 중요한 측면을 제공한다. 인간의 몸에는 피부에 위치한 감각 수용기가 있어 온도 또는 기계적 자극을 뇌에 전기 신호로 변환할 수 있다.

이러한 능력을 전자 피부에서 복제하는 것은 매우 어렵다. 현재의 전자 피부는 움직임이나 온도만을 riêng biệt으로 감지할 수 있을 뿐이다. 하지만 이제까지는 인간의 피부처럼同時에 감지할 수 있는 전자 피부는 없었다. 그러나 이제는 그런 기술이 개발되었다.

다중 모드 이온-전자 피부

스탠퍼드 대학교의 연구 팀은 새로운 다중 모드 이온-전자 피부를 개발했다. 이온 전도체의 특수한 성질을 이용하여 전자 피부가 온도와 기계적 자극을 동시에 측정할 수 있는 단순한 구조를 만들었다.

연구 팀에는 포스텍의 정운용 교수와 재료과학 및 공학부의 유인상 박사, 그리고 배젠안 교수가 포함되었다. 이 연구의 결과는 11월 20일 Science에 발표되었다.

이전의 전자 피부는 기계적 자극이 적용될 때 온도 측정에서 큰 오류를 보였다. 연구 팀은 인간의 피부를 모방하여 전해질을 포함하는 이온 전도체 물질을 사용하여 센서를 만들었다. 이 물질은 측정 빈도에 따라 다른 측정 특성을 가질 수 있다.

이러한 연구를 통해 연구 팀은 동시에 감각과 온도를 측정할 수 있는 다기능 인공 수용기를 개발했다. 연구 팀은 온도와 움직임을 측정할 수 있는 두 변수인 충전 완화 시간과 정규화된 용량을 도출할 수 있었다.

새로 개발된 인공 수용기는 많은 상업적 용途가 있다. 적용된 물체의 온도와 외부 자극에 대한 변형 프로파일을 정확하게 측정할 수 있다.

휴머노이드 피부

다중 모드 이온-전자 피부는 휴머노이드 로봇의 피부 또는 웨어러블 온도 센서에 적용될 수 있다.

유인상 박사는 이 연구의 첫 저자이다.

“전자 피부에 손가락이 닿으면, 전자 피부는 접촉을 온도 변화로 감지하고, 손가락이 피부를 누르면 접촉의 뒤쪽 부분이 늘어나서 움직임으로 인식한다”고 유 박사는 말했다. “이 메커니즘은 실제 인간의 피부가 온도와 움직임과 같은 다른 자극을 인식하는 방법 중 하나일 수 있다.”

정운용 교수는 해당 연구의 교신 저자였다.

“이 연구는 전해질을 사용하는 다중 모드 전자 피부 연구의 첫 단계이다”라고 정 교수는 말했다. “이 연구의 궁극적인 목표는 인간의 감각 수용기와 신경 전달자를 모방하는 인공 이온-전자 피부를 개발하는 것이다. 이는 질병이나 사고로 감각을 잃은 환자들이 감각을 회복하는 데 도움이 될 것이다.”