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英과학자들, 로봇 촉각향상용 그래핀강화 압력센서 개발피에조 저항 방식 3D 그래핀 거품 사용···인간 감성·터치 피드백 모방
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승인 2022.08.08  12:40:53
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▲영국 과학자들이 로봇은 물론 의수·의족의 동작까지 향상시켜 주는 강화 그래핀(사진) 기반 압력센서를 개발했다고 발표했다. (사진=인터그레이티드 그래핀)

영국 연구원들이 더 나은 의수 및 로봇을 만드는 데 기여할 그래핀 거품(foam) 기반 센서를 개발했다고 키 엔지니어링 머티리얼즈 7월호를 통해 발표했다.

이에 따르면 인터그레이티드 그래핀(Integrated Graphene)과 웨스트 스코틀랜드 대학(UWS) 연구원들은 더 높은 수준의 촉각 능력을 제공해 로봇의 동작 기술은 물론 손동작까지 향상시켜 주는 그래핀 강화 압력 센서 개발 프로젝트를 보고했다.

이 프로젝트는 SRPe(스코틀랜드 공학연구 파트너십)와 NMIS(스코틀랜드 국립 제조연구소) 첨단 제조 분야 박사 프로그램 지원을 받았다.

UWS의 박막, 센서 및 이미징 연구소 소장이자 프로젝트 책임자인 데스 깁슨 교수는 “최근 몇 년간 로봇 산업의 발전은 눈부셨지만, 감지 능력의 부족으로 인해 로봇 시스템이 특정 작업을 쉽게 실행하지 못하는 경우가 많았다. 로봇이 최대 잠재력에 도달하기 위해서는 더 큰 촉각 능력을 제공할 수 있는 정확한 압력 센서가 필요하다. 인터그레이티드 그래핀과의 협력을 통해 로봇 시스템을 변화시키는 데 도움이 될 수 있는 첨단 압력 센서 기술을 개발했다”고 말했다.

이 센서는 기계적 응력(stress)을 받을 때 독특한 특성을 제공하는 3D 그래핀 거품인 지(Gii)로 만들어졌으며, 피에조(압력) 저항 방식을 사용한다. 즉, 재료가 압력을 받을 때 전기 저항을 동적으로 변화시켜 가벼운 압력에서 무거운 압력까지 쉽게 감지하고 적응한다.

마르코 카피오 인터그레이티드 그래핀 공동창업자이자 최고과학책임자는 “지(Gii)는 우리의 새로운 3D 그래핀 폼으로서 인간의 감성과 터치 피드백을 모방할 수 있는 기능을 가지고 있다. 이는 수술에서 정밀 제조에 이르기까지 모든 범위의 실제 응용 분야에서의 로봇 사용에 변화를 줄 수 있다. 지의 독특한 특성이 질병 진단 및 에너지 저장과 같은 다른 응용 분야에 사용하기에 적합하다는 것을 알고 있기 때문에 우리는 항상 이와 같은 프로젝트에서 지의 유연성을 입증할 수 있다는 사실에 매우 흥분하고 있다”고 말했다.

UWS 컴퓨팅 엔지니어링 및 물리 과학대학원의 칼로스 가르시아 누네즈 박사는 “로봇 및 웨어러블 전자 제품에서 압력 센서의 사용은 정보 입력 시스템을 제공하거나 로봇 시스템에 인간과 유사한 운동 기술을 제공하기 위한 필수 요소다. 3D 그래핀 거품과 같은 고급 소재는 뛰어난 전기·기계·화학적 특성으로 인해 이러한 응용 분야에 사용할 수 있는 우수한 잠재력을 제공한다. 우리의 성과는 이 기술이 역동적 압력 센서로 로봇 산업 혁명을 일으킬 수 있는 엄청난 잠재력을 빛내 준다”고 말했다.

UWS, 인터그레이티드 그래핀, SRPe 및 NMIS의 자금 지원을 받는 이 프로젝트의 다음 단계는 로봇 시스템에서 더 널리 사용되도록 개발되기 전에 센서의 감도를 더 높이는 것이다.

한편 인터그레이티드 그래핀은 지난달 상업적 그래핀 생산용 제조 공정을 확장하기 위해 800만파운드(약 126억원)를 투자할 것이라고 발표했다.

이성원  sungwonly09@gmail.com
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