GIST, 사람 피부처럼 촉각 구분하는 로봇 소재 개발

광주과학기술원(GIST)이 개발한 혁신적인 로봇 소재가 주목받고 있다. 하민정 교수 연구팀은 이 소재가 복합적인 힘을 실시간으로 구분할 수 있는 촉각 기술을 구현했다고 5일 발표했다. 사람의 피부처럼 다양한 압력과 변형을 감지하고 구별할 수 있는 능력을 갖춘 이 로봇 소재는 향후 다양한 분야에서 활용될 전망이다.

촉각 기술의 혁신

이번 연구에서 개발된 로봇 소재는 ‘폐루프 피드백’ 기술을 통해 작동한다. 이는 로봇이 외부에서 가해지는 힘의 방향을 신속하게 인식하고, 이를 바탕으로 적절한 동작을 제어할 수 있도록 돕는 시스템이다. 기존의 로봇 시스템에서는 여러 센서들이 동시에 작동할 때 발생하는 간섭 문제로 인해 복잡한 데이터 처리와 제한된 유연성의 한계가 있었다. 하지만 이번 연구팀은 자기장을 이용해 나노와이어의 배열을 조절함으로써, 서로 다른 힘에 선택적으로 반응하도록 설계된 신소재를 개발했다.

이로 인해 로봇은 x, y, z축 방향에서 동시에 작용하는 3차원 복합 힘을 구분할 수 있게 되었다. 연구팀은 실제로 소프트 로봇에 이 기술을 적용하여, 유해 화학 물질을 격리하는 작업을 성공적으로 수행하는 성과를 거두었다. 이는 로봇이 스스로 힘을 감지하고 효과적으로 움직일 수 있는 ‘감각-구동 일체형 구조’를 구현한 것으로, 미래의 로봇 기술에 중요한 전환점을 제공할 것으로 기대된다.

다양한 응용 가능성

하민정 교수는 “이번 연구는 기존의 다수 센서와 대규모 연산에 의존하던 로봇 감각 시스템과는 차별화된 접근법”이라며, “소재 자체가 복합적인 힘을 구분할 수 있도록 설계됐다는 점에서 큰 의미가 있다”고 설명했다. 이 기술은 밀폐된 환경에서의 탐사 로봇, 스마트 전자 의수 및 의족, 원격 햅틱 인터페이스, 차세대 웨어러블 로봇 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 보인다. 특히, 반복적인 변형이 요구되는 환경에서도 높은 정확도로 인식할 수 있는 점이 큰 장점이다.

이러한 특성 덕분에 향후 자율 로봇 제어 기술의 발전에 기여할 것으로 기대된다. 자율주행 자동차, 드론, 산업용 로봇 등 다양한 분야에서 이와 같은 고급 촉각 시스템이 적용된다면, 로봇의 활동 영역과 효율성이 극대화될 수 있다.

결론 및 향후 전망

이번 연구 성과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 진행되었으며, 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 게재됐다. GIST의 하민정 교수 연구팀이 개발한 새로운 촉각 기술은 로봇의 감각-구동 시스템에 혁신을 불러올 것으로 예상된다. 앞으로 로봇 기술이 더욱 정교해지고, 다양한 산업에서의 활용 가능성이 높아짐에 따라, 기술 발전에 따른 사회적 변화도 기대된다.