로봇이 ‘사람의 피부’를 입는다…도쿄大 ‘전자피부’ 개발

로봇과 악수를 한다면 어떤 느낌일까? 쇳덩이의 차가운 기운이 전해질 거라 짐작되지만 혹시 잘못하면 사람 손이 으스러지지 않을까 하는 걱정도 든다.

6일자 미국학술원회보(PNAS)에 발표된 연구논문에 따르면 머지않아 로봇과 편안히 악수할 수 있는 시대가 올 전망이다.

일본 도쿄대 소메야 다카오 교수팀은 논문에서 “로봇이 손으로 물건을 잡을 때 압력을 느낄 수 있는 ‘전자피부’를 개발했다”고 밝혔다.

피부의 촉감은 로봇이 물체의 정체를 알아내거나 정교한 작업을 하는 데 중요하다. 이를 위해 로봇 손의 표면을 휘어지기 쉬운 물질로 덮어야 한다.

연구팀은 전기가 전해지는 흑연 조각들이 들어간 고무 같은 폴리머(고분자화합물) 판 밑에 가로 세로 32개씩 총 1024개의 유기 트랜지스터를 설치한 전자피부를 개발했다. 유기 트랜지스터는 휘어지기 쉬운 유기 물질로 구성된 특별한 종류로 가로 세로가 각각 2.5mm다.

이번에 개발된 전자피부는 압력이 가해질 때 폴리머 판의 전기 흐름이 달라지고 이런 변화가 각각의 트랜지스터에서 감지되도록 설계돼 있다. 압력이 어디에 가해졌는지도 알 수 있다.

이 전자피부는 반지름 2mm의 원통형 막대 둘레를 감쌀 때조차 제대로 작동하는 것으로 나타났다.

한국표준과학연구원의 박연규 박사는 “일본팀의 전자피부는 휘어지며 로봇 표면을 감쌀 수 있다는 점에서 첨단이지만 압력만 측정한다는 점은 단점”이라며 “로봇은 컵을 쥘 때처럼 압력뿐 아니라 미끄러지는 힘도 제어할 수 있어야 한다”고 말했다. 현재 국내에서는 과학기술부 21세기프론티어사업단의 하나인 ‘인간기능 생활지원 지능로봇사업단’의 지원하에 가로세로 각각 1mm의 소형센서 100개가 1cm² 안에 밀집된 전자피부가 개발되고 있다. 센서 하나하나가 독립적으로 압력과 미끄러짐을 감지할 수 있어 인체 피부의 촉감에 더 가까워지는 게 특징이다. 한편 소메야 교수는 자신들의 전자피부가 로봇뿐 아니라 다양한 방면에 응용될 수 있다고 자신하고 있다. 예를 들어 압력을 감지하는 카펫은 발이 누르는 양상에 따라 식구와 낯선 사람을 구별할 수 있고 전자피부로 된 자동차시트는 운전자의 신체상태를 측정할 수 있다.

이충환 동아사이언스기자 cosmos@donga.com