– 포스텍·충남대 공동연구팀, 거미 발 구조 모사한 다목적 센서 개발

포스텍(총장 김도연) 기계공학과 임근배 교수·전형국 연구교수, 충남대 기계공학부 조성진 교수팀이 거미 발의 시스템을 모사해 금속층의 나노 구조물을 만들고, 이를 이용한 센서와 모스부호 기반의 의사소통시스템을 개발했다.

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대부분의 거미는 시력이 퇴화되어 거의 볼 수가 없지만, 아주 좋은 촉각을 가지고 있어 지금까지 생존할 수 있었다. 발을 통해 전달되는 거미의 촉각은 날벌레의 날개 진동까지 느낄 수 있을 정도로 민감하다. 이 예민한 ‘촉’을 이용해 전신마비 환자들이 원하는 단어를 구사할 수 있도록 하는 의사소통 시스템을 개발했다.

연구팀은 관절의 움직임은 물론, 피부가 움찔하는 정도의 미세한 움직임도 모두 감지할 수 있는 센서를 개발하고자 촉각이 특히 예민한 거미의 발 구조를 분석했다. 발 구조를 모사해 나노 크기의 크랙(crack)을 만들고 이 구조를 이용해 신축성과 변형률을 감지하는 센서를 만들었다. 특히 나노 크랙 구조의 최적화 과정을 거쳐 센서의 측정 범위를 극대화함으로써 맥박과 같은 미세한 움직임뿐만 아니라 관절 부위의 큰 움직임 측정에도 센서를 활용할 수 있도록 했다.

또 연구팀은 눈에 보이지 않는 떨림조차 측정할 수 있는 높은 민감도를 가지는 이 센서를 이용해 손끝의 미세한 움직임이나 눈 깜빡임과 모스부호를 이용해 전신마비 환자들이 사람들과 의사를 주고받을 수 있도록 하는 시스템도 함께 선보였다. 눈 깜빡임의 길이를 모스부호에 대입해 하고 싶은 말을 전달하도록 하는 것이다.

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개발한 센서는 웨어러블 장치에 부착해 자가진단할 수 있는 스마트 헬스케어 시스템은 물론, 의료로봇 등에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 무엇보다 이 센서는 다양한 분야에서 활용할 수 있으면서도 다른 센서에 비해 간단하고 저렴한 공정으로 상용화가 가능해 산업계의 관심이 높다.

한편 과학기술정보통신부와 한국연구재단, 산업통상자원부의 지원으로 수행한 이 연구는 삼성전기 논문대상 동상을 수상했고, ACS 어플라이드 머터리얼즈 앤 인터페이스(ACS Applied Materials & Interfaces)지에 실렸다.

최혜영 커뮤니케이터

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