이달의 과학기술인상에 김정 KAIST 교수…로봇 피부 기술 개발

과기정통부 제공.

인간처럼 촉각을 느끼고 상처 치유가 가능한 대면적 로봇 피부 기술을 개발한 김정 KAIST 기계공학과 교수가 ‘이달의 과학기술인상’ 2월 수상자로 선정됐다. 

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 김 교수를 2월 수상자로 선정했다고 31일 밝혔다. 이달의 과학기술인상은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 수여하는 상이다.

김 교수는 인간의 촉각 수용과 감각 전달 원리를 모방해 인간처럼 촉각을 느끼고 상처도 치유되는 대면적 로봇 피부를 개발했다. 외부와의 접촉을 인지하고 충돌 시 충격을 흡수할 수 있어 인간과 로봇을 보호하는 역할을 할 수 있다. 

인간 피부와 같은 수준의 촉각 기능, 충격 흡수, 상처 회복 기능을 확보하는 덴 어려움이 있어 그동안 로봇 전체 구조를 덮을 수 있는 대면적 로봇 피부 개발은 발전이 더뎠다. 김 교수는 고무처럼 탄성이 좋은 플라스틱 소재인 ‘엘라스토머’를 이용해 로봇 피부를 만들었다. 인간 피부의 다층 구조와 촉각 추정 원리를 생체 모사한 하이드로젤-실리콘 엘라스토머다. 

김 교수가 개발한 로봇 피부 기술은 엘라스토머 구성의 다층 구조와 넓은 영역에 분산 배치한 센서를 이용해 인간과 같은 수준의 촉각을 넓은 표면에서 실시간으로 감지할 수 있다. 촉각 신호를 인공지능(AI) 신경망으로 처리해 누르기, 쓰다듬기, 두드리기 등 대표적인 촉각 자극 종류를 분류할 수 있고 깊게 찢어지거나 베여도 상처 부위 외 영역에서 촉각 감지 기능이 유지된다. 상처 부위를 보수하면 기능 회복도 가능하다. 기계적·전기적 물성 조절이 가능해 의수나 의족에 사용하면 실제 사람의 피부와 유사한 외형과 촉감을 제공할 수 있다. 

김 교수가 개발한 기술은 2022년 6월 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’에 게재됐고 후속연구는 로봇 분야 학술회의(IEEE RA-L)에서 최우수 논문으로 선정됐다. 김 교수는 “대면적 로봇 피부를 개발해 인간과 로봇이 같은 공간에서 공존할 수 있는 필수 기술을 마련하고 인간의 피부 감각과 촉각 성능을 구현했다”며 “앞으로 인간형 로봇의 외피에 적용할 수 있는 로봇 피부 및 촉각 기술 개발에 더욱 노력을 기울이겠다”고 말했다. 

[문세영 기자 moon09@donga.com]