국내 연구진이 피부의 늘어나는 크기와 방향을 동시에 정확히 측정할 수 있는 피부부착형 스트레인 센서를 개발했다.
새로운 센서 구조에 인공지능(AI) 알고리즘을 적용, 향후 재활 및 헬스케어, 로봇 전자피부 등에 널리 활용될 전망이다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 "중앙대 연구팀과 공동으로 360도 전(全) 방향에 걸쳐 늘어나고 줄어드는 신축량과 변형 방향 등을 98%의 정확도로 감지할 수 있는 스트레인 센서를 개발했다"고 8일 밝혔다.
기존 피부부착 센서는 고무와 같은 신축성 소재와 그래핀, 탄소나노튜브(CNT) 등 전도성 나노소재를 더해 전기 저항값으로 변형 크기를 감지하는 방식이었다.
이런 구조는 미리 정해진 방향으로 가해지는 변형만을 감지할 수 있어 상황에 따라 여러 방향으로 늘어나는 피부의 특성을 정확히 측정할 수 없다는 한계가 있었다.
ETRI와 중앙대 연구진이 개발한 센서는 세계 최초로 늘어나는 크기와 방향을 동시에 측정할 수 있으며, AI 알고리즘을 적용해 크기와 방향을 98% 정밀도로 예측하는 데 성공했다.
단일 교차반응 센서에서 얻어진 복합신호에 인지학습을 통한 AI 알고리즘을 적용, 다양한 감각 특성을 동시에 추출하는 방식이다.
인체 무해한 소재로 피부부착 및 인체 각 부위 동작 감지에 널리 사용될 수 있으며 인쇄공정을 통해 제작이 간편하다.
ETRI 플렉시블전자소자연구실 김성현 책임연구원은 “간단한 구조로도 피부의 복잡한 변형 양상을 정확히 측정할 수 있어 전자피부가 필요한 분야에 폭넓게 활용이 가능할 것”이라고 말했다.
한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 '스킨트로닉스를 위한 감각 입출력 패널 핵심기술 개발' 과제 및 '상시 근골격 모니터링 및 재활을 위한 무자각 온스킨 센서 디바이스 기술' 과제로 수행됐다.
한해진 기자 (
