사람·기계 감각 주고받기…피부 부착 탄소섬유센서 개발

한국기술교육대 김상연 교수 연구팀 개발

[천안=뉴시스] 한국기술교육대 김상연 교수 연구팀이 개발한 탄소섬유 센서. (사진=한국기술교육대학교 제공) [email protected] *재판매 및 DB 금지

[천안=뉴시스]송승화 기자 = 한국기술교육대(한기대) 김상연 교수(컴퓨터공학부) 연구팀이 '사람이 기계를 느끼고 기계가 사람의 감각'을 읽어내는 기술을 구현해 냈다.

10일 한기대에 따르면 연구팀은 유연하고 얇은 전기 반응성 탄소섬유를 이용, 피부에 부착 가능한 센서를 구현해 인간 생체 신호와 환경 정보를 실시간으로 감지하고 반응하는 기술을 제시했다.

연구결과는 이날 '어디밴스드 컴포사이트 엔드 하이브리드 머티리얼(Advanced Composites and Hybrid Materials)'이라는 이 분야 최고 에스씨아이(SCI) 저널에 온라인 출판됐다.

연구 핵심은 '촉각'이란 감각을 중심에 둔 인터페이스를 위한 기초 기술이다. 기존 센서들은 딱딱하고 무겁거나 피부에 장시간 부착할 수 없는 물질이 많아 일상 생활에서의 연속적인 측정이 어려웠다.

하지만 탄소 천(Carbon Cloth)을 기반으로 한 전기반응성 섬유는 고전도성, 기계적 내구성과 피부에 밀착되는 유연성을 모두 갖추고 있다.
 
또 에너지 저장이나 촉매 분야에서 주로 주목 받아 온 탄소 천 소재를 사람과 기계가 감각으로 소통하는 전자 피부 인터페이스의 핵심 재료로 전환했다는 점이 특징이다.

특히 미래의 '촉각 인터랙션'을 변화 시킬 수 있는 이번의 기초 기술은 뇌파나 신경 전달 물질 같은 미세한 신호를 읽어내어 감정 상태나 건강 이상을 즉시 감지할 수 있다. 여기에 손끝에 부착된 센서로 사물의 촉감을 인식하고 피드백을 줄 수 있는 햅틱(haptic) 기기로 확장할 수 있다.

김 교수는 "미래의 센서는 단순히 데이터를 수집하는 도구가 아닌 인간의 감각을 확장하고 사람과 기계가 소통할 수 있는 창구가 될 것"이라며 "유연한 탄소 섬유 기반 감지 소재는 인체 피부에 자연스럽게 밀착, 촉각 정보를 정밀하게 감지하고 해석하는 데 최적화 돼 있다"고 설명했다.

이어 "유연 센서는 스마트폰, 웨어러블 기기, 의료용 임플란트와도 통합이 가능해 초저전력으로 작동해 배터리 부담도 적다"며 "'입는 센서' '느끼는 로봇' '반응하는 환경'이란 새로운 인터페이스 시대의 도래를 의미한다"고 강조했다.

제1저자인 가네시 박사는 "전기반응성 탄소섬유는 피부에 직접 밀착이 가능하고 유연, 착용자의 움직임이나 상태에 따라 자연스럽게 반응할 수 있다"면서 "손끝의 접촉, 압력, 체온 등 생리적 신호를 감지할 수 있으며 향후 감정 인식, 햅틱 피드백, 의료 모니터링 등 다양한 인터랙티브 시스템으로 확장될 수 있다"고 밝혔다.


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