포스텍·미국 스탠포드대 공동연구팀, 실제피부처럼 느끼는 전자피부 세계 최초로 개발

포스텍 신소재공학과 정운룡 교수(왼쪽)와 유인상 박사가 다기능성 이온-전자피부를 세계 최초로 개발했다. 포스텍 제공

포스텍(총장 김무환) 신소재공학과 정운룡 교수‧유인상 박사, 미국 스탠포드대 제난바오 교수 공동연구팀이 온도와 기계적인 자극을 동시에 측정할 수 있는 '다기능성 이온-전자피부'를 세계 최초로 개발했다.

학계에서는 이온전도체가 가지는 특별한 성질을 이용해 매우 간단한 구조를 만들었다는 점에서 의미있다고 평가했다. 연구 성과는 과학 분야 최고 권위지인 사이언스지 20일자를 통해 공개됐다.

인간의 피부 속에는 꼬집거나 비틀는 등의 다양한 촉각은 물론이고 뜨겁거나 차가운 온도를 감지할 수 있는 촉각 수용체가 있다. 이 수용체를 통해 인간은 기계적 자극과 온도 자극을 구분할 수 있다.

하지만 인공적으로 만든 전자 피부는 온도와 자극이 동시에 이뤄지면 온도에 큰 오류가 생기는 문제가 있었다.

연구팀은 인간 피부의 경우 촉각 수용체가 전해질로 가득 차 있기 때문에 변형이 자유롭고 망가지지 않는다는 사실을 주목했다.

이후 전해질을 함유한 이온전도체 소재가 주파수에 따라 측정할 수 있는 성질이 달라진다는 점을 활용해 촉각과 온도를 동시에 측정할 수 있는 다기능성 인공 수용체를 제작했다.

'전극-전해질-전극'의 간단한 구조를 통해 온도와 자극에 따로 반응하는 전자피부는 여러 움직임을 잡아내는 동시에 힘을 가한 물체의 온도도 정확하게 측정할 수 있다.

연구팀은 전자피부를 웨어러블 온도센서나 인간형 로봇, '휴머노이드' 피부에 적용할 수 있을 것으로 내다봤다.

정운룡 포스텍 교수는 "이번 연구는 전해질을 이용한 전자피부 연구의 첫 단추로 받아들여진다"며 "연구의 최종 목표는 인간의 촉각 수용체와 신경 전달을 모사한 인공 전자피부를 만들어 질병이나 사고로 인해 피부나 장기의 촉각 기능을 잃은 환자들을 위해 쓰이는 것"이라고 말했다.