심장박동까지 포착하는 3D 촉각 인식장치가 나왔다

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 발걸음부터 미세한 세포의 움직임까지 포착하는 3D 촉각 인식장치가 개발됐다. 이 인식장치는 기존에 비해 약 100배 이상 정밀하게 포착해 전자기기 산업부터 건강관리 및 의료 분야까지 다양하게 활용될 수 있다.

기초과학연구원(IBS)은 나노의학 연구단 연구위원이자 연세대 신소재공학과 교수인 박장웅 박사의 연구팀이 연세대, 한양대, KAIST와 함께 3D 촉각 인식장치를 개발하고, 인식장치에 압력을 감지하는 발광물질까지 결합했다고 16일 밝혔다.

촉각 인식장치는 압력, 따뜻함, 차가움, 아픔 등 인간의 감각 중 가장 원시적 감각인 촉각을 직관적으로 측정하고 표현하는 장치다.

연구팀은 이번 연구를 통해 압력에 따라 두께가 변화하는 물질을 이용한 트랜지스터 센서를 개발해 이웃한 센서간 간섭을 해결했다.

이를 통해 촉각을 고해상도로 세밀하게 감지할 수 있도록 했다.

연구팀은 사람 머리카락 단면보다 작은 면적에 가로 20줄, 세로 20줄의 정사각형 형태로 총 400개의 센서를 배열했다. 또 이 장치의 기판은 생체친화적이고 유연성 플라스틱을 사용해 초거대 압력에서도 부러지지 않는 특성을 가지고 있다. 몸무게 50㎏ 정도인 사람이 굽 반경 1㎝ 구두를 신고 인식장치를 밟았을 때, 굽에 가해지는 압력의 면적과 세기가 인식장치에 실시간으로 표시된다. 연구팀이 장치를 통해 사람 심장세포 움직임을 3D로 측정해 심장세포 하나가 박동할 때의 압력이 구두 굽으로 밟는 힘보다 약 1만배 미세함을 확인했다.

추가적으로 연구팀은 3D 촉각 인식장치에 촉각을 감지하면 스스로 빛을 내는 화학물질을 결합, 3차원 촉각 분포를 맨눈으로 쉽게 관찰할 수 있도록 했다. 촉각을 시각화함으로써 촉각 인식장치에 대한 사용자 경험을 효과적으로 증대시켰다.

박장웅 연구위원은 "향후 심장 박동 및 혈압 등을 모니터링하는 장치를 개발하고 신체 정보를 데이터화해 인공지능 진단 등에 활용할 계획"이라고 말했다. 박 연구위원은 현재 이 장치를 폭넓게 활용하기 위해 촉각뿐만 아니라 단백질 정보까지 함께 감지할 수 있는 장치도 후속 연구로 개발 중이다.

이번 연구결과는 국제 학술지 '나노 레터스'에 15일(한국시간) 표지 논문으로 게재됐다.

[e-mail] 김만기 기자