로봇 피부 역할하는 촉각센서 개발

국내 연구진이 로봇의 피부에 적용할 수 있는 센서를 개발했다. 이 기술은 충격 흡수는 물론 다양한 형태의 촉감을 구분할 수 있어 향후 로봇의 외피로 이용가능할 것으로 기대되고 있다.
김정 KAIST 기계공학과 교수와 같은학과 박인규 교수 공동 연구진은 실리콘과 탄소 소재를 활용해 로봇의 피부 역할을 할 수 있는 촉각 센서를 개발했다고 2일 밝혔다.
피부는 인체에서 가장 많은 부분을 차지하는 기관에 속한다. 주요 장기를 외부 충격으로부터 보호하는 동시에 섬세한 촉각 정보를 측정 및 구분해 신경계에 전달하는 역할을 한다. 현재 로봇 감각 기술은 시각, 청각 부분의 경우 인간의 능력에 근접하고 있으나 촉각의 경우는 사람 피부와 비교했을 때 그 능력이 현저히 떨어진다. 인간과 비슷한 기능의 피부를 로봇에게 적용시키기 위해선 높은 신축성을 갖고 충격을 잘 흡수하는 피부 센서 기술의 개발이 필수이다. 전기 배선을 통해 몸 전체에 분포된 많은 센서를 연결하는 기술 또한 해결해야 한다.
연구진은 이 문제를 해결하기 위해 실리콘과 탄소나노튜브(CNT)를 혼합해 복합재를 만들었다. 이를 의료 영상기법과 결합하자 넓은 영역에 가해지는 다양한 형태의 힘을 전기 배선 없이도 구분할 수 있었다고 전했다. 김정 교수는 "이를 통해 개발된 로봇 피부는 망치로 내려치는 수준의 강한 충격도 견딜 수 있으며 센서의 일부가 파손돼도 파손 부위에 복합재를 채운 뒤 경화시키면 재사용이 가능하다"고 설명했다.
또한 3D 프린터 등으로 만들어진 3차원 형상 틀에 실리콘과 탄소나노튜브 복합재를 채워 넣는 방식으로 제작도 가능하다. 연구진은 이 기술이 다른 형태의 위치나 크기 등을 촉각적으로 구분할 수 있고 충격 흡수가 가능한 로봇의 피부, 3차원 컴퓨터 인터페이스, 촉각 센서 등에 적용 가능할 것으로 기대하고 있다. 김정 교수는 "신축성 촉각 센서는 인체에 바로 부착 가능할 뿐 아니라 다차원 변형상태에 대한 정보를 제공할 수 있다"며 "로봇 피부를 포함한 소프트 로봇 산업 및 착용형 의료기기 분야에 기여할 것"이라고 말했다. 연구결과는 국제학술지인 '사이언티픽 리포트' 지난달 25일자에 게재됐다.
[원호섭 기자]