국내 연구팀이 높은 신축성과 내구성을 가진 로봇의 촉각센서를 개발했다. KAIST 기계공학과 김정·박인규 교수 공동 연구팀은 실리콘과 탄소 소재를 활용해 로봇의 촉각 센서를 개발하는 데 성공했다.

피부는 인체에서 많은 부분을 차지하는 기관이며 주요 장기를 외부 충격으로부터 보호하는 동시에 섬세한 촉각 정보를 측정 및 구분해 신경계에 전달하는 역할을 한다. 현재 로봇 감각 기술은 시·청각 부분에선 인간의 능력에 근접하고 있으나 촉각의 경우 높은 신축성과 내구성을 가지지 못하고 많은 전기 배선을 최소화하는 것에 한계가 있다.

연구팀은 실리콘과 탄소나노튜브(CNT)를 혼합해 복합재를 만들어 이를 전기임피던스영상법(EIT)과 결합했다. 전기임피던스영상법은 신체 표면에 전극을 부착하고 전류를 주입한 뒤 주변부의 전압을 측정함으로써 내부의 저항 분포를 추정해 영상으로 복원하는 기법이다. 이어 넓은 영역에 가해지는 다양한 형태의 힘을 전기 배선 없이 구분할 수 있는 기술을 개발했다. 연구팀은 개발된 로봇 피부가 망치로 내려치는 수준의 강한 충격도 견딜 수 있으며 센서 일부가 파손돼도 파손 부위에 복합재를 채운 뒤 경화시키면 재사용이 가능하다고 설명했다. 또 3D 프린터 등으로 만들어진 3차원 형상 틀에 실리콘-나노튜브 복합재를 채워 넣는 방식으로 제작할 수 있다고 덧붙였다.

이 기술은 다른 형태의 위치나 크기 등을 촉각으로 구분할 수 있고 충격 흡수가 가능한 로봇의 피부, 3차원 컴퓨터 인터페이스, 촉각 센서 등에 적용될 수 있을 것으로 연구팀은 보고 있다. 김 교수는 “이번 개발이 로봇 피부를 포함한 소프트 로봇 산업과 착용형 의료기기 분야에 기여할 것이다”라고 말했다.

이번 연구 성과는 사이언티픽 리포트(Scientific Report) 1월 25일 자 온라인 판에 게재됐다.

강정의 기자 justice@ggilbo.com