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섬유 질감 구별하는 촉각 센서 나왔다

2018년 11월 07일 19:06
이미지 확대하기포스텍-한양대 연구진이 공동개발한 인공지문 센서. 초소형 촉각센서를 지문형태로 배치해 질감을 실제로 인식할 수 있다. 포스텍 제공.
포스텍-한양대 연구진이 공동개발한 인공지문 센서. 초소형 촉각센서를 지문형태로 배치해 섬유의 질감도 인식할 수 있다. 포스텍 제공.

국내 연구진이 인간처럼 정교한 촉감을 느낄 수 있는 고성능 촉각센서를 개발했다. 촉감을 느끼고 섬유의 종류까지 구별할 수 있어 의수 등 의료보조기기나 차세대 서비스 로봇개발에 큰 보탬이 될 것으로 보인다.

 

포스텍 신소재공학과 김종규 교수팀, 한양대 전자컴퓨터통신공학과 박완준 교수 연구팀은 압력과 진동에 민감하게 반응하는 ‘인공 지문센서’를 국내 연구진이 개발했다고 7일 밝혔다.

 

로봇이 사람의 손재주를 따라오지 못하는 이유는 감각이 없기 때문이다. 고성능 촉각 센서를 개발하려는 노력이 이어져 왔으나 물질의 질감까지 구분하는 센서는 개발하지 못했다.  압력을 감지하려면 여러 고분자 물질을 사용하는데 지금까지 연구에선 진동을 민감하게 감지하지 못하는 것으로 확인됐다.

 

연구진은 인간이 촉감을 느끼는 방식에 착안하고 미세한 압력과 진동을 동시에 감지할 수 있는 압력 소자를 만들었다. 우선 ‘인듐주석산화물’이란 특수금속을 이용해 ㎚(나노미터, 1㎚는 10억분의 1m) 단위의 초소형 스프링을 제작했다. 이어 스프링의 탄성을 전기신호로 바꾸는 초소형 압력센서를 만들었다. 이 센서는 사람의 손가락 지문 형태로 배치했다. 물체의 질감을 효과적으로 감지하기 위해서다.

 

연구진은 이런 ’지문센서’에 인공지능의 학습기법을 적용해 섬유제품의 질감을 구분하게 만드는데 성공했다. 실험결과 총 8개의 서로 다른 섬유를 99.8%의 정확도로 구분했다.

 

김 교수는 “인간의 촉감에 비견할만한 센서를 구현하고 인공지능 기법을 이용해 다양한 물체의 촉감을 더 정확하게 구분해 낼 수 있도록 만들었다"며 "의료, 로봇 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 기술”이라고 밝혔다.

 

이 연구결과는 신소재 분야 국제 학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)’ 최근호에 소개됐다.

 

 

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