전북대 정창규 교수팀, 사람 피부 닮은 AI 촉각센서 개발

[전주=뉴시스] 윤난슬 기자 = 전북대학교 공과대학 신소재공학부 정창규 교수 연구팀이 인체 신경과 피부의 정보 전달 원리를 모사한 차세대 인공지능(AI) 촉각센서를 잇따라 개발하며 전자피부와 웨어러블 전자기기 분야의 기술 발전 가능성을 제시했다.

23일 전북대에 따르면 정 교수팀은 이온의 이동 원리를 활용한 자가발전형 촉각센서 기술을 개발하고 관련 연구 성과를 국제학술지에 발표했다.

이번 연구는 압력이나 움직임만으로 전기 신호를 생성할 수 있어 별도의 배터리 없이 작동하는 것이 특징이다. 연구팀은 이를 통해 차세대 전자피부와 인간·기계 인터페이스 기술 구현 가능성을 높였다고 설명했다.

첫 번째 연구에서는 양이온과 음이온이 연속적으로 분포하는 '구배형 하이드로젤'을 개발해 기존 하이드로젤 센서의 층간 분리 문제와 낮은 안정성을 개선했다.

해당 센서는 넓은 압력 범위에서도 정밀한 감지가 가능하며 손가락 움직임과 호흡, 발성, 보행 등 다양한 인체 신호를 실시간으로 인식할 수 있다. 특히 AI 학습 기술과 결합해 과일 종류를 거의 100%에 가까운 정확도로 구별하는 성능도 확인했다.

연구팀은 이어 이온 이동 경로를 정밀하게 제어하는 '이온 다이오드 기반 센서 플랫폼'도 개발했다.
 
이 센서는 압력뿐 아니라 굽힘 방향과 변형 형태까지 구분할 수 있으며, AND·OR 논리 연산 기능을 수행해 센서 자체에서 정보를 처리할 수 있는 지능형 소자 구현 가능성을 보여줬다.

연구 성과는 화학공학·재료공학 분야 국제학술지인 Chemical Engineering Journal과 Advanced Science에 각각 게재됐다.
 
정 교수는 "인체 신경계가 이온 이동을 통해 정보를 전달하고 처리하는 원리에 착안한 연구"라며 "감지와 정보처리를 동시에 수행하는 차세대 전자피부 기술의 기반을 마련했다는 점에서 의미가 크다"고 말했다.
 
한편 이번 연구는 프랑스와 중국 연구진과의 국제공동연구로 수행됐다. 산업통상자원부 알키미스트 사업, 과학기술정보통신부 국가아젠다 사업, JBNU-KIST 산학연융합플랫폼, 교육부 RISE 사업 등의 지원을 받아 추진됐다.


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