까칠, 부드러움 같은 물체의 재질 뿐만 아니라 종류까지 구분
의수, 로봇 피부는 물론 VR-AR 기기에 적용 가능 기대

최근 공개된 한국형 SF ‘승리호’에는 인공지능 전투로봇 ‘업동이’가 등장한다. 업동이는 돈을 벌어 인공피부를 이식해 사람같은 외모를 갖고 싶어한다. 그렇지만 현실에서는 사람의 피부와 똑같은 모양을 갖고 감각까지 갖춘 인공피부는 아직 나오지 않고 있다. 국내 연구진이 사람의 손보다 더 뛰어난 감각을 가진 인공 전자피부를 만드는데 성공해 주목받고 있다.

포스텍 화학공학과, 울산대 화학과 공동연구팀은 사람의 손가락 감각을 흉내내 접촉하는 물체의 모든 종류와 재질을 동시에 구별할 수 있는 인공전자피부를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’에 실렸다.

현재까지 개발된 인공피부나 다감각 센서는 민감도를 높이거나 물체의 재질 정도만 알아낼 수 있는 수준에 불과할 뿐 물체 종류와 재질을 동시에 파악하지는 못하고 있다. 사람의 손가락은 압력과 인장강도, 진동 등 다양한 종류의 자극을 민감하게 인지한다. 이는 손가락 피부 표면에 존재하는 지문이 외부 자극을 증폭시키고 피부 내부에 포함된 다양한 감각수용체가 감지해 종류와 재질을 파악할 수 있게 해주기 때문이다.연구팀은 손가락 지문을 흉내내기 위해 미세 주름을 가진 얇은 고분자 탄성체 막을 만든 뒤 안쪽에 은나노선과 산화아연나노선을 삽입해 신축성이 좋은 다감각 인공전자 피부를 만들었다. 이번에 개발한 인공전자 피부는 압력, 인장, 진동 등 자극에 따라 다른 종류의 전기작동이 되도록 해 외부 자극을 구별했다. 또 물체를 문지를 때는 복합적인 전기신호가 만들어져 물체의 종류와 재질을 동시에 구분했다.

연구팀은 이번에 개발된 인공전자 피부를 로봇 손에 부착시켜 천연소재, 세라믹, 금속, 합성고분자 등 다양한 물질을 구별할 수 있을 뿐만 아니라 거칠거나 끈적함, 딱딱함 등 물체 질감도 구별할 수 있는 것으로 확인됐다. 인지 정확도면에서 인간이 느끼는 피부 감각과 비슷하거나 우수한 것으로 나타났다.

조길원 포스텍 교수는 “이번 기술은 물체의 종류와 재질을 동시에 정확히 구별해 인지할 수 있다”라며 “인공보철에 사용되는 다감각 센서, 로봇의 전자피부는 물론 가상현실(VR)과 증강현실(AR) 장치 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr