발걸음부터 미세한 세포 움직임까지 포착하는 3차원 촉각 인식장치가 개발됐다. 기존의 인식장치에 비해 압력 감지 정도가 약 100배 이상 정밀하다.
기초과학연구원(IBS)은 박장웅 나노의학연구단 연구위원(연세대 신소재공학과 교수) 연구팀이 연세대, 한양대, KAIST와 공동으로 3차원 감지 고해상도 촉각 인식장치를 만들었다고 16일 밝혔다.
촉각인식장치는 피부에 닿아서 느끼는 느껴지는 압력, 따뜻함, 차가움, 아픔 등을 직관적으로 측정하고 표현하는 장치다. 최근 온도, 소리, 빛 등을 피부로 감지하고 데이터화하는 다양한 인식장치가 나온다.
촉각인식은 장치 내 센서 개수가 많고 조밀하게 배열될수록 보다 세밀하게 감지된다. 이에 연구팀은 압력에 따라 두께가 변화하는 물질을 이용한 트랜지스터 센서를 개발해 이웃한 센서간 조밀한 배열이 가능하도록 했다.
이 3D 촉각인식장치는 사람 머리카락 단면보다 작은 면적에 가로 20줄, 세로 20줄의 정사각형 형태로 총 400개의 센서가 놓였다. 연구팀은 이 장치로 사람 심장세포의 움직임을 3차원으로 분석해 심장세포 하나가 박동할 때의 압력을 측정했다.
그 결과 심장세포 하나가 박동할 때의 압력은 50kg의 사람이 굽 반경 1cm 구두를 신고 인식장치를 밟았을 때 힘보다 약 1만 배 미세한 것으로 나타났다. 연구팀은 이로써 발걸음 같은 큰 힘부터 세포 움직임 같은 초미세 압력까지 넓은 스펙트럼의 힘 감지가 가능함을 확인했다.
박장웅 연구위원은"향후 심장 박동 및 혈압 등을 모니터링 하는 장치를 개발하고 신체 정보를 데이터화 하여 인공지능 진단 등에 활용할 계획"이라며 "폭넓은 활용을 위해 촉각뿐만 아니라 단백질 정보까지 함께 감지할 수 있는 장치도 후속 연구로 개발 중이다"라고 말했다.
한편 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters, IF 12.279)’에 1월 15일 오후 6시(한국시간) 표지 논문으로 실렸다.