한국기술교육대 김상연 교수팀 '로봇 감정촉각피부' 개발

한국기술교육대학교는 최근 컴퓨터공학부 김상연 교수팀이 로봇과 같은 전자장치가 사람과 촉각적으로 감정 교류할 수 있는 '감정촉각피부'를 개발했다고 21일 밝혔다.

사람은 다양한 촉각 제스처를 통해 정서적, 공감적, 감정적 상호작용을 한다. 최근 1인 가구, 노인인구 증가 등에 따라 사람의 돌봄 기능을 강화한 반려로봇이 각광받고 있는데, 반려로봇과 사람이 적극적으로 감정교류를 하기 위해서는 촉각 제스처를 감지하고 이해할 수 있는 '감정촉각피부'가 필요하다.


'감정촉각피부'는 다양한 촉각 행위를 모두 표현하고 인지해야 한다. 따라서 인간의 피부와 같이 부드럽고 잘 늘어날 수 있어야 하고, 장치 본연의 피부색을 표현하기 위해 투명해야 한다.

연구팀은 음식 포장을 위해 사용하는 '랩'에 착안해 원료인 폴리염화비닐 젤과 물을 용매로 하는 하이드로젤을 결합, 투명하면서도 잘 늘어나는 감정촉각피부를 개발했다.

아울러 폴리염화비닐 젤과 하이드로젤의 제조 비율에 따른 특성을 감안해 투명성과 신축성이 유지되면서 접착할 수 있는 방법을 제시했다. 또 개발한 촉각 피부를 통해 다양한 촉각 감정 구분 및 감정교류의 가능성을 확인했다.
연구책임자 김 교수는 "최근 개발되고 있는 반려 로봇은 대부분의 행동 패턴이 비슷하다. 사람과 공감하고 사람의 감정 상태에 따라 알맞게 표현하는 능력이 부족해 정서적 상호작용에 한계가 있다"며 "이번에 개발한 감정촉각피부는 사람이 하는 대부분의 촉각적 행동을 인지할 수 있기에 다양한 감정 공유장치 개발 시 새로운 기준이 될 것"이라고 설명했다.


제1저자인 금오공대 최동수 교수는 "이번 연구 성과는 일상생활에서 주로 이용하는 음식물 포장용 랩에 사용되는 물질을 개량한 결과로, 가격이 저렴할 뿐만 아니라 투명하고 잘 늘어나는 특성을 지녔다"며 "웨어러블 장치, 로봇, 의수, 스마트폰 등 다양한 분야에 적용할 수 있을 것"이라고 강조했다.

이번 연구는 교육부와 한국연구재단이 추진하는 대학중점연구소사업의 지원을 받아 진행됐다. 연구팀에는 김 교수 외 이석한 박사과정, 성균관대 방창현 교수, 포항공대 최승문 교수, 한기대 배진우 교수가 포함됐으며, 한기대에서 박사학위를 받은 금오공대 최 교수가 제1저자로 참여했다.

연구 결과는 지난달 31일 화학 공학 분야 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'온라인판에 게재됐다.

한편 김 교수는 '전기장에 의해 형상이 변화하는 렌즈', '굳기가 자유자재로 변화하는 로봇용 인공피부', '가상환경 상황에 따라 부피, 무게중심 및 길이 등이 변화하는 컨트롤러' 등을 개발해 학계와 산업계의 주목을 받고 있다.