김상현 교수 연구팀…음식물 보관용 랩으로 반려로봇과 인간의 촉각적 감정 교류 구현
웨어러블 장치, 로봇, 의수, 스마트폰 등 여러 분야에 적용 기대

 

그림1)고투명, 고신축성 감정촉각피부와 다양한 촉각 제스처에 대한 측정 데이터. 개발한 감정촉각피부는 높은 광투과도(90% 이상)와 높은 신축성(450% 이상)을 가지고 있으며, 64개의 센싱 셀로 이루어져 있다. 센싱 물질과 전극 물질이 공유 결합을 통해 강력하게 부착되어 외부의 강한 기계적 자극에도 쉽게 파손되지 않는다. 개발한 감정촉각피부는 쓰다듬기, 두드리기, 꼬집기, 비틀기 등 다양한 촉각 제스처를 측정할 수 있다. 한국기술교육대학교 김상연 교수 제공

쓰다듬고, 꼬집고, 비틀기까지! 손으로 직접 접촉하여 사람처럼 정서적 교감을 할 수 있는 로봇용 투명 피부가 소개되었다.

한국연구재단은 김상연 교수(한국기술교육대학교) 연구팀이 최동수 교수(제1저자, 금오공과대학교), 최승문 교수(포항공과대학교)와 협력해 로봇과 같은 전자장치가 사람과 촉각적으로 감정 교류를 할 수 있는 ‘감정촉각피부’를 개발했다고 21일 밝혔다.

(왼쪽부터) 김상연 교수(교신저자), 최동수 교수(제 1저자). 한국연구재단 제공

사람은 쓰다듬거나 꼬집기 등 다양한 촉각 제스처를 통해 정서적, 공감적, 감정적 상호작용을 한다.

최근 1인 가구, 노인인구 증가 등에 따라 사람의 돌봄 기능을 강화한 반려로봇 또는 휴대폰 앱 등이 각광받고 있는데, 이 같은 전자‧기계장치와 사람이 적극적으로 감정교류를 하기 위해서는 다양한 촉각 제스처를 감지하고 이해할 수 있는 감정촉각피부가 필요하다.

감정촉각피부는 어루만지고, 쓰다듬고, 때로는 꼬집거나 비틀고 하는 촉각행위 등을 모두 표현하고 인지해야 하므로 인간의 피부와 유사하게 부드럽고 잘 늘어날 수 있어야 하고, 장치 본연의 피부색을 그대로 표현하기 위해서는 매우 투명해야 한다.

이에 연구팀은 음식 포장을 위해 사용하는 ‘랩’에 착안했다.

랩의 원료인 폴리염화비닐 젤(polyvinyl chloride gel)과 물을 용매로 하는 하이드로젤(hydrogel)을 결합해 투명하면서도 매우 잘 늘어나는 감정촉각피부를 개발하는데 성공한 것이다.

또한, 폴리염화비닐 젤과 하이드로젤의 제조 비율에 따른 특성을 확인했고 투명성과 신축성이 유지되면서 접착할 수 있는 방법을 제시했다. 나아가, 개발한 촉각 피부를 통해 다양한 촉각 감정 구분 및 감정교류의 가능성을 확인했다.

이번 연구 성과는 일상생활에서 주로 이용하는 음식물 포장용 랩에 사용되는 물질을 개량시킨 결과로, 가격이 저렴할 뿐만 아니라 투명하고 잘 늘어나는 특성을 가져 웨어러블 장치, 로봇, 의수, 스마트폰 등 여러 분야에 적용 가능할 것으로 기대된다.

연구진은 사람과 감정교류가 가능한 다양한 감정 공유 장치 개발 시 새로운 기준이 될 것으로 내다봤다.

교육부와 한국연구재단이 추진하는 대학중점연구소지원사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 화학 공학 분야 국제학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)’ 온라인판에 지난 3월 31일 게재됐다.

송현수 기자 songh@busan.com