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TECH M

사람처럼 감각 느끼는 3차원 코팅 로봇 피부 개발

자극에 반응하는 로봇 상용화 앞당겨

2018-09-12박응서 기자

개발한 로봇 피부를 스프레이 코팅 기법으로 로봇에 코팅하는 가상도를 담은 ACS나노 8월호 표지.

사람처럼 감각을 느끼고 반응하는 로봇이 머지않아 등장할 전망이다. 국내 연구진이 이를 실현시킬 수 있는 인공 피부를 개발했다.

한국연구재단은 12일 KAIST(한국과학기술원) 스티브 박 교수와 김정 교수 공동연구팀이 사람처럼 감각을 느낄 수 있고, 3차원 표면에 코팅할 수 있는 로봇용 인공 피부를 개발했다고 발표했다.

연구팀이 개발한 인공 피부는 로봇처럼 복잡한 형태를 갖춘 대상물에도 균일하게 코팅할 수 있다. 인공 피부는 같은 자극을 줬을 때 어디에서든 동일한 값을 얻을 수 있어야 한다. 그런데 기존에는 피부를 형태에 맞춰 균일하게 코팅하기가 쉽지 않았다. 연구팀이 개발한 피부를 이용하면 균일하게 코팅할 수 있어 로봇에 가해진 어떤 자극에 대해서도 값을 정확하게 파악하고 측정할 수 있다. 균일 코팅 기술은 인공 피부 분야에서 핵심기술이다.

또 이 인공 피부는 사람처럼 압력과 마찰도 구분할 수 있다. 자극을 주면 내부 구조가 변하는데, 압력과 마찰에 따라 다르게 바뀌어 이를 구분한다. 마찰을 가하면 내부에 미세한 균열이 일어나 저항이 증가한다. 반면 압력을 가하면 다공성 구조에서 기공이 닫히면서 구조체 내 전류 흐름이 최소화하며 저항이 변하지 않는다.

 

전기임피던스영상법으로 압력과 마찰을 측정했다. 압력을 가하면 로봇 피부에 신호변화가 없는 반면 마찰을 가하면 전도도가 감소해 신호 변화가 발생했다.

특히 인공 피부에서 마찰이 일어난 부위를 복잡한 전기 배선 없이도 실시간으로 정확하게 알아내는데 성공했다. 이때는 의료영상 기법 중 하나인 전기임피던스영상(EIT) 기술을 이용했다.

연구팀이 개발한 인공 피부는 액체 형태로 원하는 로봇 몸체에 뿌린 뒤 굳히면 로봇 피부가 균일하게 만들어진다. 액체를 굳혀서 피부를 만들 수 있어 생산 비용이 적게 들고, 대량 생산도 가능하다. 또 로봇에 따라 크기도 자유자재로 대응할 수 있다.

스티브 박 교수는 “로봇 피부 상용화를 앞당길 수 있는 원천기술”이라고 연구 성과를 설명했다. 이 연구 성과는 국제학술지 ‘ACS 나노’ 8월 28일자 표지논문으로 게재됐다.

[테크M = 박응서 기자(gopoong@techm.kr)]