머리카락 10만분의 1 굵기 실로 만든 전자 피부…“손가락 관절 움직임까지 포착 가능”

가상현실 사용 가능한 전자 피부 개발
전도성 액체·그물망으로 인체 움직임 인식
AI 기술 접목해 간단한 손동작 외워
“메타버스·원격의료 분야 적용 가능할 것”

조성호 KAIST 교수 연구팀과 고승환 서울대 교수 연구팀, 제난 바오 미국 스탠퍼드대 교수 연구팀이 공동 개발한 지능형 전자 피부 모식도. /과학기술정보통신부 제공

키보드 없이 손동작만으로 글자를 입력하고, 사물을 문지르면 그 모양을 화면에 그대로 그릴 수 있는 차세대 지능형 전자 피부 기술이 개발됐다. 이 기술은 가상현실 환경에서 구현할 수 있어서, 앞으로 원격의료 분야에 널리 적용될 것으로 기대된다.

29일 과학기술정보통신부는 조성호 한국과학기술원(KAIST) 전산학과 교수 연구팀과 고승환 서울대 기계항공공학부 교수 연구팀, 제난 바오 미국 스탠퍼드대 화학공학과 교수 연구팀 공동 연구로 이 같은 기능의 지능형 전자 피부 개발에 성공했다고 밝혔다.

전자 피부는 딱딱한 전자소자를 유연하게 만든 웨어러블 기기다. 지금까지 개발된 전자 피부는 전자 소자의 크기가 커서, 사람 손에 부착하거나 손가락 관절 움직임을 측정할 만큼 유연하지 않았다. 소프트웨어 측면에서 방대한 정보를 처리할 수 없어 실제 활용에도 한계가 있었다.

연구팀은 전도성 액체를 손에 분사해 모양을 본뜬 뒤, 머리카락 굵기의 10만분의 1에 해당하는 나노미터 두께의 전기가 통하는 실로 그물망을 인쇄하는 방식으로 기존 전자 피부의 문제점을 해결했다. 사용자가 손을 움직일 때마다 그물망에서 전기 신호가 발생하고, 이때 발생한 신호는 정보화를 거쳐 블루투스 장치로 전송된다.

또 전송된 전기 신호는 사용자의 동작을 학습하는 인공지능(AI)으로 전달되고, 또 AI는 머신 러닝을 거쳐 손동작을 구별하게 된다. 연구팀은 “이번 연구성과는 전자 피부와 최신 AI 기술을 결합한 첫 사례”라며 “AI의 도움으로 가상 공간에서 간단한 손동작으로 다양한 작업이 가능해진다”고 설명했다.

연구진은 또 “전자 피부의 기술은 가상현실 플랫폼을 통해 구현할 수 있다”라며 “나아가 메타버스와 가상·증강현실, 원격의료 분야에 기술혁신을 가져올 수 있을 것”이라고 말했다. 연구 성과는 이날 오전 1시 전기전자 분야 국제학술지 ‘네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)’에 게재됐다.

참고자료

Nature Electronics, DOI: https://doi.org/10.1038/s41928-022-00888-7

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