로봇에도 사람과 같은 피부가 생긴다

▲ 제작한 촉각 센서와 연결돼 저항에 반응하는 로봇 손.

KAIST 기계공학과, 실리콘과 탄소 소재로 촉각 센서 개발

KAIST(한국과학기술원)는 기계공학과 김정ㆍ박인규 교수 연구팀이 실리콘과 탄소 소재를 활용해 로봇의 피부 역할을 할 수 있는 촉각 센서를 개발했다고 2일 밝혔다.

이 기술은 충격 흡수가 가능하고 다양한 형태의 촉감을 구분할 수 있어 앞으로 로봇 외피로 활용할 것으로 전망된다.

사람의 피부는 주요 장기를 외부 충격으로부터 보호하며, 섬세한 촉각 정보를 구분해 신경계에 전달하는 역할을 한다.

기존 로봇 감각 기술 중 시각과 청각에 해당하는 부분은 인간의 능력에 많이 근접한다.

하지만, 촉각은 환경 변화를 온몸으로 감지하는 피부 능력에 비해 많이 부족하다.

인간과 비슷한 기능의 피부를 로봇에게 적용하려면 신축성을 갖고 충격을 잘 흡수하는 피부 센서 기술을 개발해야만 한다.

또 전기 배선을 통해 몸 전체에 분포된 많은 센서를 연결하는 기술도 매우 중요하다.

연구팀은 이를 위해 실리콘과 탄소나노튜브(CNT)를 혼합해 복합재를 만들었다.

이후 복합재를 전기임피던스영상법(EIT)라는 의료 영상 기법과 결합했다.

즉, 넓은 영역에 가해지는 다양한 형태의 힘을 전기 배선 없이도 구분할 수 있는 기술이 개발된 것이다.

그 결과, 로봇 피부는 망치로 내려치는 수준의 강한 충격도 견딜 수 있고 센서의 일부가 파손돼도 파손 부위에 복합재를 채우고 경화시키면 재사용이 가능하다.

이 기술은 충격 흡수가 가능한 로봇 피부ㆍ3차원 컴퓨터 인터페이스ㆍ촉각 센서 등에 적용할 수 있을 것으로 보인다.

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.

이번 연구결과는 지난달 25일 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Report)’ 온라인 판에 게재됐다. 최소망 기자 somangchoi@