인간처럼 감각 구분하는 로봇피부 개발

스티브 박-김정 연구팀 탄소나노튜브, 물, 탄성중합체 혼합

▲ 3차원 표면 코팅이 가능한 로봇피부 모식도 (ACS 나노 8월호 표지) ⓒ한국연구재단

한국과학기술원 스티브 박 교수‧김정 교수공동연구팀이 3차원 표면에 코팅이 가능하며 인간처럼 감각을 구분하고 느낄 수 있는 로봇피부를 개발했다.

연구팀은 용액공정을 활용해 탄소나노튜브, 물, 탄성중합체를 혼합한 로봇피부 용액을 개발했다.

로봇피부 용액을 고온에서 가열하면 신축성 있는 다공성 구조의 로봇피부가 형성된다.

또 균일한 코팅은 로봇피부에 가해진 자극을 보다 정확히 측정할 수 있게 해주는 핵심 기술이다.

개발된 로봇피부 용액을 원하는 물체에 뿌린 뒤 굳히면 로봇피부가 형성되는 매우 간편한 용액공정으로 저비용으로 대면적 및 대량생산이 가능하고, 복잡한 형태를 지닌 로봇에도 적용할 수 있다.

이 로봇피부는 수직 압력과 마찰에 대해 로봇피부의 내부구조가 각각 다르게 변형되기 때문에 인간과 같이 압력과 마찰을 구분해낸다.

▲ 전기임피던스영상법을 활용한 다양한 자극 측정 ⓒ한국연구재단

이 로봇피부에 마찰(인장력)이 가해질 경우 기공의 내부에 미세 균열이 발생하여 저항이 증가하게 되는 반면, 압력이 가해질 경우 기공이 닫히면서 구조체 내의 전류 흐름의 경로 변화가 최소화되어 저항 변화가 없다.

또한 의료영상 기법 중 하나인 전기임피던스영상(EIT) 기술을 이용함으로써 복잡한 전기 배선 없이 로봇피부에 마찰이 가해지는 곳을 정확히 측정했다.

▲ 스티브 박 교수ⓒ

스티브 박 교수는 “개발된 로봇피부는 저비용으로 대량생산이 가능하며, 복잡한 3차원 표면에도 손쉽게 코팅이 가능하다”라며, ”로봇피부의 상용화에 한 걸음 가까워질 수 있는 원천기술“이라고 설명했다.

이 연구 성과는 국제학술지 ACS 나노(ACS Nano) 8월 28자 표지논문으로 게재됐다.