대학 공동연구진 ‘피부 부착형 동작 센서 패치’ 개발

국내 대학 공동 연구진이 로봇 원격조작 분야의 한계를 극복할 수 있는 피부 부착형 동작 센서 패치를 개발했다. 이번 성과는 가상현실(VR), 재난 대응, 원격 의료 등 첨단 분야에서 차세대 인간-기계 인터페이스(HMI) 기술로 주목받고 있다.

생체모방구조의 피부 부착형 동작 발전 센서 패치 구성과 이를 이용한 로봇 원격제어. 전북대 제공

전북대학교는 신소재공학부 정창규 교수 연구팀이 성균관대 방창현 교수, 건국대 양태헌 교수와의 공동 연구를 통해 에너지 자립성과 신호 안정성, 착용 편의성을 동시에 확보한 센서 패치를 개발했다고 3일 밝혔다.

이 센서는 주름진 탄소나노튜브(CNT) 전극과 무연 압전소재 복합체(BNKT·PDMS)를 활용해 손가락 구부림이나 피부의 미세 움직임만으로 전기를 생성, 별도의 배터리 없이 작동하며 로봇에 실시간 신호를 전달할 수 있다. 특히 100% 이상의 신축에도 신호 저하가 없고, 수중 환경이나 땀·물에도 성능을 유지해 극한 상황에서도 활용 가능성이 높다.

또한, 문어 빨판과 물방개 다리를 모방한 계층형 접착 구조(OBI 구조)를 적용해 피부 자극 없이 반복적인 탈부착이 가능하며, 장시간 착용에도 편안함을 유지하는 장점을 갖췄다. 실험 결과, 사용자의 손 움직임을 VR 환경에서 로봇 손에 실시간 전달해 드라이아이스 같은 위험 물질을 원격으로 조작하는 데 성공했다. 연구진은 이를 바탕으로 헬스케어, 재난 구조, 원격 수술 등 다양한 분야로의 적용을 기대하고 있다.

전북대 신소재공학부 정창규 교수

정창규 교수는 “이번 연구는 피부 부착형 센서 분야에서 실질적인 문제들을 해결한 사례로, 미래 융합기술의 새로운 표준이 될 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구는 기초연구실사업, 중견연구자지원사업, BK(두뇌한국)21 4단계 사업의 지원을 받아 진행됐으며, 관련 성과는 국제 학술지 ‘매트리얼 사이언스 앤 엔지니어링(Materials Science and Engineering)’에 게재됐다.

전주=김동욱 기자 kdw7636@segye.com