"로봇 피부 개발" 김정 KAIST 교수 '2월의 과학기술인' 선정

김정 교수. 사진=과기정통부 제공

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 2월 수상자로 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 김정 교수를 선정했다고 31일 밝혔다.

김 교수는 인간의 촉각 수용과 감각 전달의 원리를 모방해 인간처럼 촉각을 느낄 수 있고 상처 치유도 가능한 대면적 로봇 피부를 개발한 공로를 인정받았다.

최근 인간과 같은 공간에서 물리적 작업을 같이 수행하는 산업용 로봇, 인간의 치료·재활을 위한 의료용 로봇 등 각종 로봇 보급이 확대돼 외부 접촉을 인지하고, 충돌 시 충격을 흡수해 인간과 로봇을 보호하는 로봇 피부의 중요성이 커지고 있다.

하지만 인간 피부와 같은 수준의 촉각 기능, 충격흡수, 상처 회복기능을 확보하는데 어려움이 있었다. 특히 로봇의 전체 구조를 덮을 수 있는 대면적 로봇 피부 개발은 발전이 더딘 상황이었다.

김 교수팀은 인간 피부의 다층 구조 및 촉각 추정 원리를 생체모사한 하이드로젤-실리콘 엘라스토머 구성의 다층 구조와 넓은 영역에 분산 배치한 센서를 이용해 인간과 같은 수준의 촉각을 넓은 표면에서도 실시간으로 감지할 수 있는 로봇 피부 기술을 제안했다.

개발된 로봇 피부는 촉각 신호를 인공지능(AI) 신경망으로 처리해 누르기, 쓰다듬기, 두드리기 등 대표적인 촉각 자극 종류를 분류했다.

또 깊게 찢어지거나 베여도 상처 부위 외 영역에서 촉각 감지 기능이 유지되고 상처 부위를 보수하면 기능 회복도 가능했다.

여기다 기계적·전기적 물성 조절이 가능해 의수나 의족에 사용하면 실제 사람의 피부와 유사한 외형과 촉감을 제공할 수 있다.

이번 연구성과는 2022년 6월 국제학술지 '사이언스 로보틱스(Science Robotics)'에 게재됐다. 후속연구 결과는 로봇분야 학술회의(IEEE RA-L)에서 최우수 논문으로 선정되기도 했다.

김 교수는 "인간과 로봇이 같은 공간에서 공존할 수 있는 필수 기술을 마련하고, 인간의 피부감각과 촉각 성능을 구현한 데 의의가 있다"며 "앞으로 인간형 로봇의 외피에 적용할 수 있는 로봇 피부와 촉각 기술 개발에 더욱 노력을 기울이겠다"고 말했다.

한편 '이달의 과학기술인상'은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 수여한다.