액정 깨짐 없이 부드럽게 만지는 액츄에이터
액정 깨짐 없이 부드럽게 만지는 액츄에이터
  • 함예솔
  • 승인 2020.11.09 16:35
  • 조회수 645
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

국내 연구진이 액정 같이 깨어지기 쉬운 화면을 부드럽게 터치해 다양한 작업을 할 수 있는 인공손가락을 선보였습니다.  한국과학기술원 기계공학과 오일권 교수 연구팀이 스마트폰이나 햅틱 반응형 디스플레이를 정교하게 터치할 수 있는 소프트 터치 액츄에이터 기술을 개발했습니다. 액츄에이터는 전기적 신호를 기계적 운동으로 변환해주는 장치인데요. 연구팀은 부드럽고 얇은 박막형의 소프트 터치 액츄에이터를 원격으로 조정, 스마트폰 화면 위에서 전자피아노 연주하기, 전자책 넘기기, 화면스크롤하기 등을 시연해냈습니다. 본 연구는 <Nature Communications)>에 게재됐습니다.

소프트 터치용 인공 손가락 개념도. 출처: KAIST 기계공학과 ACTIVE LAB
소프트 터치용 인공 손가락 개념도. 출처: KAIST 기계공학과 ACTIVE LAB

부드럽게 터치

 

일종의 디지털 촉각인 '햅틱'을 구현, 사람 또는 전자디바이스와 섬세한 피드백을 주고받는 한편 가상현실이나 증강현실을 보다 실감나게 하려는 연구가 활발합니다.  주로 부드러운 인공근육 기반 소프트 액츄에이터에 대한 연구가 많이 이뤄지고 있지만, 낮은 전압에서는 반응속도가 너무 느려 터치형 액츄에이터로 활용하기에 어려움이 있었습니다. 

CTF 합성방법. 출처: 한국연구재단
CTF 합성 방법. 출처: KAIST 기계공학과 ACTIVE LAB

인체에 나쁜 영향을 주거나 디바이스의 오작동을 유발하지 않으면서 터치 피드백을 주고받기 위해서는 저전압 구동이 전제돼야 하기 때문입니다. 이에 연구팀은 저전압에서도 빠르게 반응할 수 있는 높은 효율의 소프트 액츄에이터를 위한 새로운 소재를 물색했습니다. 유연성을 위해 금속을 배제한 공유결합으로 된 다공성 고리화합물(트라이어진 고리)을 합성하고 널리 쓰이는 전도성 고분자(PE DOT-PSS)를 결합했습니다. 참고로 트라이어진 고리(Covalent Triazine Framework, CTF)는 다공성 내인성 미세조도(PIM-1) 고분자로 이루어진 물질을 말합니다.

인공 손가락의 성능 및 활용 방안. 출처: KAIST 기계공학과 ACTIVE LAB
인공 손가락의 성능 및 활용 방안. 출처: KAIST 기계공학과 ACTIVE LAB

실제 이 소재의 액츄에이터로 만든 인공손가락은 낮은 전압(±0.5V)으로도 빠르게 큰 변형을 만들 수 있어 부드러운 터치반응을 유도할 수 있었습니다. 핵심은 다공성 탄소구조체로 인해 비표면적을 극대화한 겁니다. 비표적을 넓혀 표면전하량을 늘리는 한편 작동속도와 반응성도 높일 수 있었습니다. 실제 0.5V에서 17mm 정도 구부러지는 변형을 확인했습니다. 

스마트폰 피아노 어플리케이션 위에서 Happy Birthday를 연주하는 인공손가락. 출처:KAIST 기계공학과 ACTIVE LAB
스마트폰 피아노 애플리케이션 위에서 Happy Birthday를 연주하는 인공손가락. 출처: KAIST 기계공학과 ACTIVE LAB

개발된 소프트 터치 액츄에이터를 배열형태로 확장하여 스마트폰 전자피아노 어플리케이션 위에서 연속적 터치를 통해서 'Happy Birthday'를 연주했으며 전자책넘기기와 화면스크롤 기능 등을 구현했습니다. 이로써 인공 손가락으로 음악 앱을 제어하고 체계적으로 실행하면서 부드러운 터치 작업을 통해 인간의 손을 대체할 수 있는 가능성을 확인했습니다. 향후 인체착용형 로봇이나 전자가전제품에서 적용 가능한 부드러운 햅틱 피드백 시스템 개발에 응용될 수 있을 것으로 기대됩니다.


##참고자료##

 


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.

  • 충청남도 보령시 큰오랏3길
  • 법인명 : 이웃집과학자 주식회사
  • 제호 : 이웃집과학자
  • 청소년보호책임자 : 정병진
  • 등록번호 : 보령 바 00002
  • 등록일 : 2016-02-12
  • 발행일 : 2016-02-12
  • 발행인 : 김정환
  • 편집인 : 정병진
  • 이웃집과학자 모든 콘텐츠(영상,기사, 사진)는 저작권법의 보호를 받은바, 무단 전재와 복사, 배포 등을 금합니다.
  • Copyright © 2016-2020 이웃집과학자. All rights reserved. mail to contact@scientist.town
ND소프트