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| sound detection. (사진제공=유니스트) |
손가락 피부 구조를 모사한 ‘인공전자피부(Electronic skin)’가 개발됐다.
UNIST 고현협 교수와 동아대 이헌상 교수 공동 연구팀이 다기능 센서 역할을 하는 ‘생체모사 전자피부’를 개발해 ‘사이언스 어드밴스(Science Advances)’ 10월 30일자에 발표했다.
사이언스 어드밴스는 미국과학협회의 세계적인 권위지인 사이언스(Science) 자매지다.
UNIST에 따르면 이번에 개발한 전자피부는 기존 촉각센서로는 불가능했던 미세표면 거칠기를 감지할 수 있다. 또 물방울이 충돌할 때 생기는 미세한 압력과 온도 변화도 잡아낸다. 손가락 지문처럼 굴곡진 표면을 입힌 덕분이다.
고현협 UNIST 에너지 및 화학공학부 교수는 “손가락 지문은 물체를 집을 때 미끄럼을 방지할 뿐 아니라 미세질감을 파악하는 기능도 한다”며 “지문을 비롯해 손가락 피부 내부 구조까지 모사해 표면질감, 온도, 압력, 소리까지 동시에 감지할 수 있는 전자피부를 만들었다”고 말했다.
사람은 손으로 물체를 만지면서 표면 구조와 온도 거칠기 등의 정보를 감지한다.
피부 안에 압력, 온도, 진동 등을 감지하는 감각 수용기(receptor)가 존재하기 때문이다.
특히 피부 안쪽의 독특한 마이크로(μ) 구조가 촉각을 예민하게 만든다. 미세한 돔(dome)들이 서로 맞물린 구조가 촉각 신호를 증폭시켜 감각 수용기에 전달하기 때문이다.
또 손끝 지문은 표면에 접촉하면서 진동을 일으켜 미세한 거칠기를 감지한다.
연구진은 고분자 복합소재 필름을 가공할 때, 한 면에 마이크로 크기의 돔(dome)들을 형성되도록 했다.
그런 다음 볼록한 부분끼리 서로 맞물리도록 필름 두 장을 배치했다.
피부 안쪽처럼 마이크로 구조가 맞물리도록 만든 것이다. 여기에 지문처럼 굴곡진 표면을 가진 인공지문을 입혀 유연한 생체모사 전자피부를 완성했다.
이번 연구에 제1저자로 참여한 박종화 UNIST 에너지공학과 석박사통합과정 연구원은 “이번에 개발한 전자피부는 소리로 인한 진동 변화를 감지해 스마트폰보다 더 정확하게 음성을 인식할 수 있었다”며 “앞으로 청각장애인을 돕는 기술로 활용할 수 있을 것”이라고 내다봤다.
공동 제1저자인 김마리 동아대 화학공학부 석사과정 연구원은 “피부 온도에 따라 변하는 맥박을 살필 수 있는 등 생체정보 인식도 가능하다”며 “보안 및 사물인터넷 분야에도 쓰일 수 있다”고 덧붙였다.
