초경량·초박형 '인공근육 구동기' 설계..AR·VR 웨어러블 기기에 적용 길 열어

삼성전자·아주대 연구팀 공동 개발..학술지에 논문 게재

초경량·초박형 인공근육 구동기에 관한 연구 논문의 공동 제1저자인 삼성전자 신봉수 연구원. 삼성전자 제공

삼성전자와 아주대가 공동 개발한 초경량·초박형 인공근육 구동기에 관한 연구 논문이 세계적 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 최근 게재됐다.

삼성전자는 1일 연구 논문이 네이처 커뮤니케이션스에 게재돼 기존 로보틱스 분야에 주로 활용했던 인공근육 구동기의 활용도를 소형 웨어러블 분야까지 확장한 성과를 인정받았다고 밝혔다.

구동기는 압력을 가해 물체를 움직이게 하거나 인공근육의 압력을 측정할 수 있는 시스템이다. 이번 논문에는 신봉수 삼성전자 연구원과 김동진·김백겸 아주대 연구원이 공동 1저자로 참여했다. 고제성 아주대 교수는 교신저자로 이름을 올렸다.

연구팀은 형상기억합금 기반의 다기능 인공근육 구동기를 개발하고, 이를 증강현실(AR) 안경과 촉각 전달 장갑(햅틱 글러브) 등 웨어러블 기기에 적용해 인공근육 구동기의 진일보된 기술과 실사용 가능성을 입증했다.

공동 1저자로 참여한 아주대 김백겸(왼쪽)·김동진 연구원(가운데)과 아주대 팀을 이끄는 교신저자 고제성 교수. 아주대 제공

AR이나 가상현실(VR) 웨어러블 기기에 적용되는 구동기와 센서는 착용 편의성을 위해 작고 가벼우면서도 복잡한 시각·촉각 기능을 구현해야 한다. 연구팀은 기존 전자기 모터 기반 구동기의 한계를 해결하기 위해 형상기억합금 기반의 인공근육과 유연 소자가 결합한 초경량(0.22g)·초박형(5㎜ 이하)의 다기능 구동기를 설계하고, 웨어러블 기기에서 실제 효과를 입증했다. 이를 AR 안경에 적용한 결과 연구팀은 사용자가 느끼는 시각 피로도를 줄여주는 효과를 확인했다. 또 촉각 전달 장갑에서는 실제 손으로 누르는 것과 유사한 촉각을 제공할 수 있음을 확인했다고 삼성전자는 설명했다.

해당 구동기는 별도의 센서 없이도 압력을 측정할 수 있는 장점을 갖고 있어, 이를 적용한 촉각 전달 장갑은 매우 얇으면서도 점자 등의 인지가 가능하다. 인지된 점자를 전기 신호로 변환해 전송하면 향후 촉각을 원격으로 재현하는 기술인 텔레햅틱에도 활용될 수 있다.

삼성전자 관계자는 “이번 공동 연구는 차세대 실감 인터랙션(상호작용)을 위한 핵심 하드웨어 기술의 가능성을 보여줬다”며 “앞으로도 산학협력 등을 통해 혁신기술 연구를 지속할 계획”이라고 전했다.

이윤정 기자 yyj@kyunghyang.com