삼성전자는 아주대학교와 공동 개발한 초경량·초박형 인공근육 구동기 관련 논문이 유력 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 게재됐다고 밝혔다.
삼성전자에 따르면 이번 연구는 기존 로보틱스 분야에 활용한 인공근육 구동기의 활용을 소형 웨어러블로 확장한 성과를 인정받았다. 구동기는 압력을 가해 물체를 움직이게 하거나 인공근육의 압력을 측정할 수 있는 시스템을 말한다.
삼성전자·아주대 공동 연구팀은 신봉수 삼성전자 연구원, 고제성 아주대 교수가 이끈다. 연구팀에는 김동진, 김백겸 연구원이 공동 1저자로 참여했다. 이들은 형상기억합금 기반 다기능 인공근육 구동기를 개발하고, 이를 AR(증강현실) 안경과 촉각 전달 장갑(햅틱 글러브) 등 웨어러블 기기에 적용했다. 이를 통해 인공근육 구동기의 진일보된 기술과 실사용 가능성을 입증했다.
가상 환경 분야에서는 사용자의 몰입감을 높이기 위한 구동기와 센서 연구가 진행되고 있다. AR·VR(가상현실) 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 결합된 초경량(0.22g)·초박형(5㎜ 이하)의 다기능 구동기를 설계했다.
연구팀이 AR 글라스에 적용한 결과 사용자가 느끼는 시각 피로도가 줄어드는 효과를 확인했다. 해당 구동기가 물체의 초점 거리에 따라 디스플레이와 AR 글라스 광학계 사이의 거리를 직접 조절해 시각 피로를 유발하는 수렴 조절 불일치 현상을 완화한 것이다. 수렴 조절은 두 눈이 물체의 거리를 판단하고 상의 초점을 맺기 위해 수정체 두께와 수렴을 조절하는 것이다.
또 촉각 전달 장갑에 적용한 결과 연구팀은 실제 손으로 누르는 것과 유사한 촉각을 제공할 수 있음을 확인했다. 해당 구동기는 별도의 센서 없이도 압력을 측정할 수 있는 장점을 갖고 있다. 이를 적용한 촉각 전달 장갑은 매우 얇으면서도 점자 등의 인지가 가능하다. 인지된 점자를 전기 신호로 변환해 전송하면 향후 촉각을 원격으로 재현하는 텔레 햅틱 기술에도 활용할 수 있다.