한국전자통신연구원(ETRI)과 중앙대 연구팀이 공동 개발한 피부부착형 스트레인 센서. (ETRI 제공) /뉴스1

국내 연구진이 피부의 늘어나는 크기와 방향을 동시에 정확히 측정할 수 있는 피부부착형 스트레인 센서를 개발했다.

새로운 센서 구조에 인공지능(AI) 알고리즘을 적용, 정확도와 신뢰성을 획기적으로 높여 향후 재활, 헬스케어, 로봇의 전자피부 등에 활용될 전망이다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 중앙대 연구팀과 함께 360도 전 방향에 걸쳐 늘어나고 줄어드는 신축량과 변형 방향을 98%의 정확도로 감지할 수 있는 스트레인 센서를 개발했다고 8일 밝혔다.

신개발 센서는 상황에 따라 여러 방향으로 늘어나는 피부 특성을 정확히 측정하기 어렵다는 기존 센서의 한계를 크게 개선했다는 평가다.

기술의 핵심은 새로운 방향성 센서 구조다. 연구진은 일자 형태의 신축성 전도체 채널을 늘어나지 않는 두 개의 단단한 영역 사이에 걸쳐 360도로 늘어나는 방향에 따라 주기적인 저항 증감 특성을 나타내는 새로운 구조를 구현해 특허출원을 마쳤다.또 3개의 센서를 서로 다른 방향으로 인접 배치해 이들 신호의 조합으로 특정 부위의 신축 방향과 변형량을 동시에 뽑아낼 수 있다.

센서에 사용된 소재들은 인체에 무해한 소재로 피부부착 및 인체 각 부위의 동작 감지에 널리 사용될 수 있다는 게 ETRI 측 설명이다.

특히 인쇄공정으로 일반적인 저가 소재를 사용한 간편한 제작이 가능해 일회용 센서로도 활용할 수 있다.

김성현 ETRI 플렉시블전자소자연구실 책임연구원은 "간단한 구조로도 피부의 복잡한 변형 양상을 정확히 측정할 수 있어 재활치료 및 헬스케어, 로봇, 의족·의수, 웨어러블 기기 등 전자피부 필요 분야에 폭넓게 활용이 가능할 것"이라고 말했다.

박성규 중앙대 교수는 "인공지능 알고리즘을 이용해 단순한 센서 모듈로도 다양한 특성을 동시에 인식하고 기존 방식의 시공간적인 제약을 탈피할 수 있는 획기적인 시도"라며 "인공지능 기반 시스템에 두루 응용될 수 있다"고 밝혔다.

연구진은 3년 내 상용화를 목표로 향후 근골격 질환의 진단 및 상시 재활치료에 적용할 계획이다.


kjs12@news1.kr