< 세 가지 다른 원리(광학 소자, 이온 용액, 전도성 직물)의 센서 요소들을 단일 센서 구조로 구현한 다기능 소프트 센서 ⓒ서울대학교 공과대학 >

[한국기술뉴스] 서울대학교 기계공학부 박용래 교수 연구팀이 다양하게 변형이 가능하고 움직임을 쉽게 감지할 수 있는 소프트 센서 기술을 개발했다. 한층 더 섬세하게 로봇 팔, 드론 등을 직관적으로 제어할 수 있다.

로봇 팔, 드론과 같은 기기들이 상용화돼 산업에 적용되고 있다. 인간은 로봇(기계)에게 정보를 전달하며 제어하고 있다. 주로 직관적인 정보 전달 방법으로 로봇을 조작한다.

기존 개발된 센서는 주로 단일 변형을 감지해 움직임을 파악하기 위해 많은 센서가 필요했고, 시스템이 복잡했다.

연구팀은 단일 센서만으로 인장, 굽힘, 압축과 같은 개별 변형 모드뿐만 아니라 두 개 이상의 모드가 동시에 결합된 변형까지 감지할 수 있는 소프트 센서를 개발했다. 개발된 센서는 쉽게 늘어나거나 휘어질 수 있는 실리콘 고무 재질로 만들어졌다. 내부에 속이 빈 미세한 관이 있고, 전기 전도성이 있는 투명한 이온 용액으로 채워져 있다. 그리고 센서 구조 외벽에는 얇은 전도성 직물이 부착돼 있다. 센서를 늘이거나 휘거나 누르면 변형 종류에 따라 이온 용액의 빛 투과도, 전기 전도도, 전도성 직물 전기저항 변화를 측정할 수 있다. 이 신호들을 조합하면 다양한 변형을 동시에 감지할 수 있다. 이러한 메커니즘은 제작 공정이 간단하다.

연구팀은 개발된 센서를 이용해 웨어러블 인터페이스를 제작했다. 로봇 팔, 드론과 같은 기기들을 원격으로 쉽게 조작할 수 있었다. 또한 이 센서를 소프트 로봇과 결합하면 움직임을 정확히 파악할 수 있다.

박용래 교수는 ”이 기술을 통해 로봇을 훨씬 더 직관적이고 쉽게 원격으로 조작할 수 있는 웨어러블 기술 개발이 가능할 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 세계적인 국제 학술지 ‘사이언스 로보틱스(Science Robotics)’에 2020년 12월 16일 자로 온라인에 게재됐다.