소리까지 느끼는 초고감도 전자피부 개발

미세한 파동 변화도 인지, 국내 연구진 “생체진단 등 활용”

소리와 압력의 변화를 알아차릴 수 있는 전자피부가 나왔다. 사람의 촉각 인지 능력을 넘어서는 전자피부로 재난 현상, 생체진단 로봇 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

김도환 숭실대 유기신소재·파이버공학과 교수팀은 정희태 KAIST 교수와 사람이 촉각을 느끼는 원리를 모방한 초고감도 전자피부 개발에 성공했다고 3일 밝혔다. 이 전자피부로는 소리 변화로 인해 생기는 파동 변화부터 수백 t 돌덩이의 압력까지 모두 느낄 수 있다.

연구진은 온도에 따라 형태가 변하는 ‘열가소성 플라스틱’에 압력에 따라 전기용량이 달라지는 압전 소자 등을 결합해 전자피부를 제작했다. 플라스틱 내부는 외부의 기계적 자극이 발생했을 때만 벌어져 통로가 생긴다. 이온성 액체가 흐를 때 생기는 전기적 신호를 해석해 압력을 인지하는 원리다. 실제 피부처럼 휘어지고 늘어나는 것도 가능하다.

이 피부는 1kPa(킬로파스칼)∼수 MPa(메가파스칼)의 압력까지 넓은 범위의 압력을 인지할 수 있다. 소리로 인해 생긴 미세한 파동 변화부터 돌덩이 수백 t의 압력까지 하나의 전자피부로 감별할 수 있다는 의미다. 지금까지 1kPa 이하의 낮은 압력에서 민감하게 반응하는 전자피부가 개발된 적은 있지만, 광범위한 측정이 가능한 인공피부를 개발한 건 이번이 처음이다.

김 교수는 “주변 환경을 실시간으로 인지하고 정확한 정보를 제공해주는 스마트 인터페이스 기반 기술에 활용할 수 있다”고 설명했다. 가령 촉각으로 환자의 건강 상태를 파악하는 스마트 로봇, 정교한 감각을 요구하는 수술용 로봇, 재난 사고 복구 현장에 투입되는 로봇까지 제작이 가능하다. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스트 머티리얼스’ 4일자 표지논문으로 실렸다.

권예슬 동아사이언스 기자 yskwon@donga.com