국내 연구진이 실리콘과 탄소 소재를 이용해 로봇의 피부 역할을 할 수 있는 촉각 센서를 개발했다.
KAIST는 기계공학과 김정·박인규 교수 공동 연구팀이 사람의 피부처럼 충격을 흡수하고 다양한 형태의 촉감을 구분할 수 있는 이른바 ‘로봇 피부’를 개발했다고 2일 밝혔다.
사람에게 피부는 주요 장기를 외부 충격으로부터 보호하고 섬세한 촉각 정보를 측정 및 구분해 신경계에 전달하는 역할을 한다. 로봇의 경우 시각·청각 능력은 인간의 능력치에 근접해지고 있지만 촉각 능력은 인체의 피부에 비해 부족하다.
인체 피부와 유사한 기능의 피부를 로봇에 적용하려면 신축성이 좋아야 하고 충격을 잘 흡수하는 피부 센서 개발이 필요하다. 전기 배선을 통해 로봇 몸체 전체에 분포시키는 많은 센서를 연결하는 기술도 해결해야 할 문제다.
연구팀은 이같은 문제를 해결하기 위해 실리콘과 탄소나노튜브를 혼합해 복합재를 만들고 전기임피던스영상법(EIT)으로 불리는 의료 영상 기법을 적용했다. EIT는 측정하고자 하는 신체의 표면에 전극을 부착하고 전류를 주입한 뒤 주변부의 전압을 측정해 내부의 저항 분포를 추정, 영상으로 복원하는 기술이다. 이를 이용해 연구진은 넓은 영역에 가해지는 다양한 형태의 힘을 전기 배선 없이도 구분할 수 있는 기술을 개발했다.
연구진은 이번에 개발한 로봇 피부로 실험한 결과 망치로 내려치는 수준의 강한 충격에도 견딘다는 사실을 확인했다. 센서의 일부가 파손돼도 파손 부위에 복합재를 채운 뒤 경화시키면 재사용이 가능하다.
김정 교수는 “이번에 개발한 로봇 피부는 3D 프린터로 만든 3차원 형상 틀에 복합재를 채워넣는 방식으로 제작할 수 있다”며 “다양한 형태의 위치나 크기 등을 촉각으로 구분할 수 있고 충격 흡수가 가능한 로봇의 피부, 촉각 센서 등에 적용 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.