한국기계연구원(원장 박천홍)은 나노자연모사연구실(실장 임현의)과 김철기 DGIST 교수 연구팀이 '자기 시냅스가 결합된 원격 촉각 센싱 기술'을 개발했다고 21일 밝혔다. 

촉감을 느끼는 접촉 부분과 센서 부분을 공압튜브로 연결해 기존의 전자센서가 작동하기 어려웠던 수중·고온의 환경에서도 활용할 수 있도록 했다. 

연구팀은 사람의 손끝에서 뇌까지 중추신경계를 따라 촉감 신호가 전달되는 원리를 모사했다. 로봇 손가락 끝에 실리콘으로 된 접촉부를 만들고 센서까지 공압튜브로 연결해서 접촉부에 촉각신호가 입력되면 얇은 공압튜브로 전달된 압력이 센서부의 자석을 움직이고 이 세기의 변화를 자기저항센서가 감지해 전기신호로 출력하는 원리다. 

이 기술은 접촉부와 센서부 사이가 물리적으로 떨어져 있는 원격방식이다. 접촉부에서 직접 센싱을 하지 않기 때문에 접촉부에 사용된 유연 소재의 점탄성(점성과 탄성 동시 갖는 성질)과 무관하게 안정적인 측정 결과를 얻을 수 있다. 

즉 접촉부에 피부와 유사한 부드러운 소재를 써도 그 성질과 관계없이 정확한 값을 반복적으로 얻을 수 있다는 의미다.

연구팀은 쌀 한 톨의 무게와 같은 0.03g 수준의 압력변화까지 감지하는 실험을 진행, 기존 센서 기술의 한계를 극복했다고 설명했다. 

습기와 열기 등 외부 환경 변화에 취약했던 전자센서 부분이 접촉부와 분리돼 수중, 고온의 환경에서도 센서 작동이 가능해졌다. 

임현의 나노자연모사연구실장은 "원격 촉각 센싱 기술은 기존의 유연소재를 이용한 촉각센서에서 나타날 수 있는 문제를 해결한 기술"이라며 "바이오닉 암 또는 로봇에 적용하면 원전 사고 현장이나 물 속 등 기존 전자센서가 작동하기 어려운 극한 환경에서도 신뢰도 높은 촉감 정보를 확보할 수 있어 국민의 복지 향상과 안전에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구는 과기부의 '바이오닉암메카트로닉스융합연구사업'의 일환으로 수행했으며, 연구성과는 국제 학술지 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 온라인판 지난 5일자에 실렸다.