성균관대와 한양대 공동 연구팀이 사람의 촉각 기능을 모사한 인공신경 촉각시스템을 개발했다고 테크익스플로어가 지난 24일(현지 시각) 보도했다.

이번 연구는 과학전문저널인 ‘네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)’ 6월 3일자에 게재됐다.

연구팀은 입자 기반의 폴리머 합성센서와 신호변환 시스템을 활용해 사람의 촉각 인지 과정을 모사한 인공신경 촉각피부시스템을 개발했다고 밝혔다.

보도에 따르면 생물학적인 감각시스템은 ‘체성(體性) 감각적인 변환(somatosensory transduction)’ 과정을 통해 촉각을 ‘활동전위(Action Potentials)’로 변환시킨다. 이어 이 신호는 ‘구심신경(afferent nerve)‘을 통해 뇌로 전달된다.

연구팀은 이같은 사람의 촉각시스템을 모사하기 위해 인공신경 촉각피부시스템을 만들고 압력과 진동에 반응하는 센서 기술들을 적용했다. 이 인공시스템은 인간 피부에 있는 ’늦은 순응 기계적 수용기(slow adaptive mechanoreceptor)‘와 ’빠른 순응 기계적 수용기(fast adaptive mechanoreceptor)‘를 복사했다. 이렇게 해서 수집하는 데이터는 인간의 감각 뉴런에 의해 수집되는 정보를 닮았다.

연구팀이 개발한 인공피부시스템은 탄성 폴리머 매트릭스에 배치된 압전소자와 유도성 압전저항으로 이뤄진 T-스킨 필름으로 만들어졌다. 사람의 피부처럼 얇고 가벼운 특성을 지니고 있다는 설명이다.

연구팀은 쥐를 대상으로 실험을 실시해 인공피부시스템과 실제 생물학적 시스템과 통합할 수 있는 가능성을 확인했다고 밝혔다. 연구팀은 또한 딥러닝 기술을 접목해 인공촉각시스템이 물체의 표면 재질을 99.1%의 정확도로 분류할 수 있도록 개선했다. 이번에 개발한 인공촉각시스템을 로봇의 피부 등에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.