[테크월드=선연수 기자] KAIST(한국과학기술원)가 사람 손의 피부 특성을 모사한 로봇 인공 피부를 개발했다.
기존 기능성 인공피부는 미관상 기능이나 감각기능 재현에 초점이 맞춰 개발돼 왔다. 이에 KAIST 기계공학과 박형순, 김택수 교수 연구팀은 손바닥 피부를 물리적 장벽이나 감각 수용기관으로만 보지 않고, 임의의 모양을 가진 물체에 밀착해 변형되고 안정적으로 고정하는 손의 조작기능에 주목했다.
KAIST 연구팀은 손바닥의 겉 피부층, 피하지방층, 근육층으로 구조화해 각 특성을 분석하고, 피하 지방층의 비대칭적인 물리적 특성이 기계적인 특성을 이루는 핵심 요소임을 알아냈다. 부드러운 지방조직과 질긴 섬유질 조직이 복합돼, 누름 반응에는 유연하게 대응하고 비틀림이나 당김에 의한 변형에 강인하게 버텨내는 것이다.
연구팀은 이 특성을 토대로 손바닥처럼 말랑한 다공성 라텍스와 실리콘을 이용해, 손바닥 피부와 동일한 비선형적·비대칭적 물리적 특성을 갖는 3중층 인공피부를 제작했다. 인공피부의 기공들은 물체의 누름 반응에는 쉽게 압축돼 형상에 맞게 쉽게 변형되며, 기공 사이의 질긴 라텍스 격벽은 비틀림이나 당김에 강하게 저항해 물체를 견고하게 잡아낸다.
실제로 제작된 3중층 인공피부를 부착한 로봇 손은 기존 실리콘 소재의 단일층 인공피부를 부착한 로봇 손 대비, 물체를 고정할 수 있는 작업 안정성과 물체를 움직일 수 있는 조작성이 30% 향상된 것으로 실험됐다.
이런 기술은 의수, 산업용 집게, 산업용 로봇 손 등에서 물체 조작 능력을 높여줄 것으로 기대된다. 연구팀은 향후 나사와 같이 작은 물체, 계란과 같이 쉽게 깨질 수 있는 물체 등 물체의 표면 특성을 고려해, 인공피부의 질감, 두께, 형상 등을 조절해 최적의 피부구조에 대한 설계 연구를 이어나갈 계획이다.
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