사람 손의 피하지방층 모사해 형태 뿐만 아니라 작업 능력까지 향상

SF에 등장하는 로봇들은 작은 물체는 물론 깨지기 쉬운 계란 같은 물건도 쉽게 집는다. 그렇지만 실제 로봇들은 계란이나 나사 같은 물체는 커녕 표면이 매끈한 문고리나 드라이버 등을 집기도 쉽지 않다. 국내 연구진이 물체의 조작이나 작업 능력을 향상시킬 수 있는 로봇을 위한 인공피부를 개발해 주목받고 있다.

카이스트 기계공학과 연구팀은 사람 손바닥 피부의 기계적 특성을 흉내내 로봇 손의 조작능력을 높여줄 인공피부를 개발했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’에 실렸다.

이전에도 다양한 연구자들이 인공피부를 연구했지만 대부분 외형이나 감각기능 재현에만 초점이 맞춰져 왔다.

연구팀은 손바닥 피부가 다양한 감각을 느끼는 기관으로 뿐만 아니라 다양한 모양의 물체에 밀착되도록 바뀌어 물체를 안정적으로 잡고 고정시킬 수 있게 해준다는 점에 더 주목했다. 이에 연구팀은 겉 피부층, 피하지방층, 근육측으로 분류해 각 특성을 분석함해 피하지방층의 물리적 특성이 기능적 장점을 만들어 내는 핵심요소라는 점을 파악했다.

연구팀은 이같은 분석결과를 바탕으로 다공성 라텍스와 실리콘을 이용해 손바닥 피부와 동일한 비선형적, 비대칭적 물리적 특성을 가진 3중층 인공피부를 만들었다.라텍스와 실리콘의 공기층이 눌리면 쉽게 압축돼 물체의 형상에 맞게 쉽게 변형되도록 하고 비틀림이나 당김에도 저항성을 보여 물체를 견고하게 잡을 수 있도록 했다.

실제로 이번에 개발된 3중층 인공피부를 장착한 로봇손은 기존 실리콘 소재의 단일층 인공피부 로봇손보다 물체를 고정하는 작업안정성과 물체를 움직일 수 있는 조작성이 30% 이상 향상된 것이 확인됐다.

박형순 교수는 “이번에 개발된 로봇용 인공피부는 작업기능을 높이기 위한 기능적 측면은 물론 촉감, 물리적 특성도 사람의 것과 유사해 의수에 적용했을 경우 작업능력을 높일 뿐만 아니라 사람간 상호작용에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr