3차원 표면에 코팅하는 로봇피부 개발
3차원 표면에 코팅하는 로봇피부 개발
  • 함예솔
  • 승인 2018.09.14 02:00
  • 조회수 1707
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감각 구분가능해진 로봇 피부. 출처: fotolia
감각 구분가능해진 로봇 피부. 출처: fotolia

로봇도 인간처럼 감각을 구분하고 느낄 수 있게 됐습니다. 한국과학기술원 스티브 박 교수와 김정 교수 공동 연구팀이 3차원 표면에 코팅이 가능하며 자극을 구분할 수 있는 로봇 피부를 개발했다고 합니다. 

 

4차 산업혁명과 함께 인간과 로봇의 상호작용이 빈번해짐에 따라 로봇에게도 인간과 유사한 수준의 촉각을 구현하기 위한 로봇피부 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 하지만 현재 개발되고 있는 로봇피부의 경우, 상용화되기에는 공정적인 부분과 기능적인 부분에서 각각 한계점을 띱니다.

 

로봇에 로봇피부를 도포하기 위해서는 복잡한 형상에도 로봇피부를 코팅할 수 있어야 하는데요. 현재의 로봇피부는 3차원 코팅이 어렵습니다. 또한, 복잡한 공정을 통해 제작되기 때문에 고비용이 발생하고 대량생산 및 넓은 면적에 사용하는 게 불가능합니다. 또한 기존의 로봇피부들은 압력이나 마찰 등의 자극을 구분할 수 없었습니다. 

 

다양한 코팅. 출처: 한국연구재단
다양한 코팅법을 활용한 로봇피부의 제작 및 로봇피부 신호 확인. 출처: 한국연구재단

하지만, 연구팀은 로봇의 복잡한 형상에 균일하게 코팅할 수 있는 로봇피부를 개발했습니다. 균일한 코팅은 로봇피부에 가해진 자극을 보다 정확히 측정할 수 있게 해주는 핵심기술입니다.

 

연구팀은 탄소나노튜브, 물, 탄성중합체를 혼합해 로봇피부용액을 제작했는데요. 로봇피부 용액을 고온에서 가열하면 신축성 있는 다공성 구조의 로봇피부가 형성됩니다. 개발된 로봇피부는 원하는 물체에 로봇피부 용액을 뿌린 뒤 굳히기만 하기 때문에 매우 간편한 용액공정으로 제작이 가능합니다. 따라서 저비용으로 넓은 면적에 사용할 수 있으며 대량생산이 가능합니다. 또한 복잡한 형태를 지닌 로봇에도 적용할 수 있습니다.

 

전기임피던스영상(EIT) 기술을 활용한 촉각 감지. 출처: 한국연구재단
전기임피던스영상(EIT) 기술을 활용한 촉각 감지. 출처: 한국연구재단

특히 이 로봇피부는 인간과 같이 압력과 마찰을 구분할 수 있는데요. 수직압력과 마찰에 대해 로봇피부의 내부구조가 각각 다르게 변형되기 때문이라고 합니다. 또한 의료영상기법 중 하나인 전기임피던스영상(EIT) 기술을 이용함으로써 복잡한 전기 배선없이도 로봇피부에 마찰이 가해지는 곳을 정확히 측정했습니다. 참고로 전기임피던스영상(EIT)은 전극을 소재의 둘레에 부착해 소재의 저항분포형상을 촬영하는 이미징 기술입니다. 

 

'ACS Nano'의 표지논문으로 게재. 출처: 한국연구재단
'ACS Nano'의 표지논문으로 게재. 출처: 한국연구재단

스티브 박 교수는 "개발된 로봇피부는 저비용으로 대량생산이 가능하며 복잡한 3차원 표면에도 손쉽게 코팅이 가능하다"며 "로봇피부의 사용화에 한 걸음 더 가까워질 수 있는 원천기술"이라고 밝혔습니다. 이 연구는 국제학술지 <ACS Nano>의 표지논문으로 게재됐습니다.


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