머니투데이

속보
통합검색

미세한 세포 움직임도 포착하는 ’3D 촉각 인식장치‘ 개발

머니투데이
  • 류준영 기자
  • 2020.01.16 12:00
  • 페이스북
  • 트위터
  • 네이버
  • 카카오스토리
  • 텔레그램
  • 문자
  • 글자크기조절
  • 댓글···

IBS 나노의학 연구단, 100배 정밀하게 압력 포착…건강관리·의료 분야 활용 기대

image
촉감 인식장치로 하이힐 압력 감지<br><br>촉감 인식장치를 뾰족한 구두 굽으로 밟아 압력을 주었다. 촉감 인식장치 내 총 400개의 센서가 압력을 실시간으로 감지했다. 초록색이 압력이 감지된 영역이며, 색이 진할수록 센 압력을 나타낸다/사진=IBS
국내연구진이 발걸음부터 미세한 세포 움직임까지 포착할 수 있는 3차원(D) 입체 촉각 인식장치를 개발했다.

기초과학연구원(IBS) 나노의학 연구단 박장웅 연구위원(연세대 신소재공학과 교수) 연구팀은 연세대, 한양대, 카이스트(KAIST)팀과 공동으로 큰 힘부터 초미세 압력까지 3차원으로 감지하는 고해상도 촉각 인식장치를 개발했다고 16일 밝혔다.

촉각을 직관적으로 측정·표현하는 장치를 ‘촉각 인식장치’라고 한다. 최근엔 온도, 소리, 빛 등을 피부로 감지하고 데이터화하는 다양한 인식장치도 개발되고 있다.

3D 촉각 인식장치는 내부에 센서 개수가 많고 조밀하게 배열될수록 보다 세밀한 촉각을 감지할 수 있다.

기존에는 이웃한 센서 간의 간섭이 심해 조밀하게 배열하는 것이 어려웠다. 하지만 연구팀은 압력에 따라 두께가 변화하는 물질을 이용해 ‘트랜지스터 센서’를 개발, 센서 간 간섭 없이 조밀한 배열이 가능하도록 했다. 이는 촉각을 고해상도로 세밀하게 감지할 수 있도록 해준다.

연구팀은 사람 머리카락 단면(약 0.4 mm2)보다 작은 면적에 가로 20줄, 세로 20줄의 정사각형 형태로 총 400개의 센서를 배열해 3D 촉각 인식장치를 개발하고 장치가 잘 작동하는지 실험을 진행했다.

우선, 50kg의 사람이 굽 반경 1cm 구두를 신고 인식장치를 밟았을 때 굽에 가해지는 압력의 면적과세기가 인식장치에 실시간으로 표시됨을 확인했다.

또 사람 심장세포의 움직임을 3차원으로 측정해 심장세포 하나가 박동할 때의 압력이 구두 굽으로 밟는 힘보다 약 1만배 미세함을 확인했다.

연구팀은 추가적으로 3D 촉각 인식장치에 촉각을 감지하면 스스로 빛을 내는 화학물질을 결합, 3차원 촉각 분포를 맨눈으로 쉽게 관찰할 수 있도록 했다.

연구팀은 “촉각을 시각화함으로써 촉각 인식장치에 대한 사용자 경험을 효과적으로 증대시켰다”고 설명했다.

이전에는 목적에 따른 특정 압력 범위만 좁게 측정이 가능했지만, 이번에 개발한 3D 촉각 인식장치로 발걸음 같은 큰 힘부터 세포 움직임 같은 초미세 압력까지 넓은 스펙트럼의 힘 감지가 가능해졌다.

이는 넓은 감지 범위를 갖는 기존의 인식장치에 비해 약 100배 이상 정밀도를 향상시킨 것이다. 이 기술은 전자기기 산업부터 건강관리 및 의료 분야까지 다양하게 활용할수 있을 전망이다.

박장웅 연구위원은 “향후 심장 박동 및 혈압 등을 모니터링 하는 장치를 개발하고 신체 정보를 데이터화해 인공지능 진단 등에 활용할 계획”이라고 말했다. 이어 “폭넓은 활용을 위해 촉각뿐만 아니라 단백질 정보까지 함께 감지할 수 있는 장치도 후속 연구로 개발 중”이라고 덧붙였다.

이번 연구성과는 국제 학술지 ‘나노 레터스’에 게재됐다.



오늘의 꿀팁

  • 날씨
  • 내일 뭐입지

많이 본 뉴스

법률N미디어 네이버TV
MT 초성퀴즈

포토 / 영상

머니투데이 SERVICE