UNIST 고현협·김재준 교수팀, 인공피부 활용 사람-기계 인터페이스 개발
주파수 대역폭 45~9000㎐…사람 심전도부터 목소리 등 모두 인식
UNIST는 사람의 동작, 촉감, 소리 등을 모두 인식해 기계에 전달할 수 있는 사람-기계 인터페이스가 개발됐다고 27일 밝혔다. 사진은 인공피부 센터를 활용한 스마트 햅틱 장갑으로 로봇 손을 조종하는 모습. (사진=UNIST 제공) *재판매 및 DB 금지
[서울=뉴시스]윤현성 기자 = 소리를 들을 수 있는 인공피부로 로봇을 조종하는 인터페이스 기술이 개발됐다. 로봇이 인공피부를 통해 물질의 촉감을 구별하고 소리를 인식해 명령을 수행할 수 있어 사람의 동작까지 그대로 따라하는 것도 가능하다.
UNIST 고현협(에너지화학공학과)·김재준(전기전자공학과) 교수팀은 사람의 동작, 촉감, 소리 등을 모두 인식해 기계에 전달할 수 있는 사람-기계 인터페이스를 개발했다고 27일 밝혔다.
연구팀에 따르면 이번에 개발된 인공피부 인터페이스에는 버튼이나 키보드를 누르는 대신 정보를 직관적으로 기계에 전달하는 방식이 접목됐다. 센서가 얇고 부착 가능해 다양한 가상현실(VR), 증강현실(AR), 사물 인터넷(IoT) 기술에 쓸 수 있을 것으로 기대되고 있다.
이 인터페이스는 귀의 달팽이관 구조를 모방한 인공피부 센서를 기반으로 한다. 달팽이관 기저막엔 두께와 너비, 단단함 정도가 부위 별로 달라 소리를 주파수 별로 구분해 받아들일 수 있는 원리가 응용됐다. 이러한 특성 덕분에 사람의 동작처럼 느리게 반복되는 저주파 신호 뿐만 아니라 빠르게 진동하는 소리, 촉감 같은 고주파 신호도 낮은 신호 대 잡음비로 기계에 모두 전달할 수 있다.
연구팀은 이 센서를 활용한 아바타 로봇 손 제어 기술, 스마트 햅틱 장갑 같은 응용 기술도 선보였다. 소리로 아바타 로봇 손을 조종하는 시연에서는 주파수를 바꿔 로봇 손의 손동작을 조종할 수 있었다. 사용자가 스마트 햅틱 장갑을 끼고 움직이면 아바타 로봇 손이 사용자의 손 움직임을 그대로 따라했고, 유리·종이·실크 등 8가지 다른 물질의 질감도 93% 정확도로 인식했다.
개발한 센서는 달팽이관 기저막처럼 두께, 다공성, 면적 등이 다른 단위 마찰 전기 센서 여러 개가 연속적으로 붙어 있는 형태다. 센서 내부 구조가 특수하게 설계돼 기존 평면 형태 센서보다 압력 민감도가 최대 8배 향상됐다.
인식 주파수 대역폭도 45~9000㎐(헤르츠)로 사람의 심전도 신호(0.5~300㎐), 근전도 신호(50~3000㎐), 심음도 신호(20~2만㎐), 목소리(100~400㎐)와 같은 생체 신호를 모두 인식할 수 있다. 외부 소음 환경에서도 머신 러닝을 통해 95% 정확도로 사람 목소리만 인식 가능해 소음 제거 기능을 탑재한 마이크로도 쓸 수 있다.
한편 이번 연구는 미국과학협회(AAAS)에서 발행하는 세계적인 권위지 사이언스(Science)의 자매지인 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 지난 25일(현지 시각)자로 게재됐다.
◎공감언론 뉴시스 [email protected]
