韓-美-獨 연구진, 촉감과 형태 사람 같은 인공 피부 개발 성공
의수, 의족 적용하면 사람 손, 다리와 똑같은 모양과 촉감 재현

최근 로봇 과학이 비약적으로 발전해 다양한 기능을 갖춘 로봇들이 속속 등장하고 있다. 그렇지만 대부분 딱딱한 금속이나 플라스틱 소재의 외피를 갖고 있어 사람들이 로봇에 친근감을 갖지 못한다. 사람의 모습을 갖고 부드러운 소재의 인공 피부를 갖고 있는 로봇들도 있지만 형태나 기능 모두 사람 피부에는 못 미친다.

카이스트, 미국 매사추세츠공과대(MIT), 독일 슈투트가르트대 국제 공동 연구팀은 사람처럼 다양한 촉각 자극을 구분할 수 있고 베어지거나 찢어져도 스스로 복원할 수 있는 로봇 피부 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 로봇공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’ 6월 9일자에 실렸다.

피부는 내부 장기를 충격에서 보호하고 주변 환경이 보내는 물리적 자극을 전달하는 핵심 장기이다. 피부를 통한 인식되는 촉감은 물체 인식뿐만 아니라 다양한 비언어적 감정 표현까지 가능하게 해준다. 그러나 사람의 피부는 부드럽고 복잡한 3차원 형태를 갖고 섬세한 촉각 정보를 수용할 수 있는 신경까지 있어 구현해 내기가 쉽지 않았다.

연구팀은 생체모사 다층구조와 단층촬영법을 활용해 사람 피부 구조와 촉각수용기 특징, 구성 방식을 흉내 내 미세한 자극만으로도 반응할 수 있는 기술을 개발했다. 또 인공지능(AI) 신경망 기술로 측정된 촉감 신호를 처리해 누르기, 두드리기, 쓰다듬기 같은 다양한 자극을 모두 분류해 인식할 수 있도록 했다.또 하이드로젤, 실리콘 같은 부드러운 소재들로 로봇 피부를 만들어 사람 피부처럼 충격 흡수도 가능하고 날카로운 물체로 찢어지거나 베여도 재생이 가능하다.

연구팀은 이번에 개발된 로봇 피부를 의수나 의족에 사용해 실제 사람의 손과 다리와 똑같은 촉감과 모양을 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

연구를 이끈 김정 카이스트 기계공학과 교수는 “이번 연구는 인간과 로봇이 공존하기 위한 필수 기술인 대면적 로봇 촉각 피부를 개발한 것”이라며 “특히 사람의 피부감각, 촉각 성능에 버금가는 기술을 구현했다는 점에 의미가 있다”고 설명했다.