로봇 손끝에 촉감 입혔다.."한의사 진맥하듯 정밀"

한국기계연구원·DGIST 연구.."사람 촉각 인지 원리 모방"

원격 촉각 센싱 시스템 접촉 부를 손가락 끝에 부착하고 야구공을 들어보니 촉각 입력 신호가 출력되고 있다. 오른쪽은 공압튜브가 연결된 센싱부 모습 [한국기계연구원 제공=연합뉴스]

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 사람이 촉감을 확인하는 방식을 모방한 로봇 촉각 센싱기술이 나왔다. 기존 전자센서가 작동하기 어려웠던 수중이나 고온 환경에서도 활용할 수 있다.

한국기계연구원은 임현의 나노자연모사연구실장 연구팀과 대구경북과학기술원(DGIST) 김철기 교수 연구팀이 '자기 시냅스가 결합한 원격 촉각 센싱기술'을 개발했다고 21일 밝혔다.

연구팀은 사람 손끝에서 뇌까지 중추신경계를 따라 촉감이 전해지는 원리를 모방했다.

로봇 손가락 끝에 실리콘으로 된 접촉부를 만든 뒤 공기압력 튜브로 센서와 연결했다.

접촉부에 촉각 신호가 입력되면 얇은 공기압력 튜브로 전달된 압력이 센서 부 자석을 움직이고, 세기의 변화를 자기저항센서가 감지해 전기신호로 출력하는 원리다.

공압을 기반으로 한 원격 촉각 센싱 인체모사 개념도 [한국기계연구원 제공=연합뉴스]

이 기술은 접촉부와 센서 부 사이가 물리적으로 떨어져 있는 원격 방식으로 구현했다.

접촉부에 사용된 유연 소재 점탄성(점성과 탄성)과 무관하게 안정적인 측정 결과를 얻을 수 있다.

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

실험 결과 쌀 한 톨 무게 수준(0.03g) 압력변화까지 얻을 수 있었다.

연구팀은 이 정밀도를 '한의사가 손목의 맥을 짚어 보는 것'에 비유했다.

원격 촉각 센싱 장비를 세 손가락 끝에 부착하고 물 속에서 정상작동 여부를 실험하는 모습. 접촉 부와 센서 부가 떨어져 있어서 접촉 부가 물 속에 있어도 정상적으로 작동한다. [한국기계연구원 제공=연합뉴스]

기존 센서기술 한계도 극복했다.

습기와 열기 등 외부 환경 변화에 취약했던 전자센서 부분이 접촉부와 분리되면서 물 속이나 고온 환경에서도 센서가 작동했다.

임현의 기계연 나노자연모사연구실장은 "기존 유연 소재 활용 촉각센서에서 발생할 수 있는 문제를 해결했다"며 "원전 사고 현장 같이 기존 전자센서가 작동하기 어려운 극한 환경에서도 신뢰도 높은 촉감 정보를 확보할 수 있을 것"이라고 말했다.

한국기계연구원 나노자연모사연구실 연구팀이 원격 촉각 센싱 장비가 부착된 로봇 손을 들어 보이고 있다. 왼쪽부터 임현의 나노자연모사연구실장, 오선종·정영도 연구원 [한국기계연구원 제공=연합뉴스]

연구는 과학기술정보통신부 바이오닉암메카트로닉스 융합연구사업의 하나로 수행했다.

성과를 담은 논문은 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 5일 자 온라인판에 실렸다.

walden@yna.co.kr

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