움직임 감지해 전송하고, 학습하는 지능형
피부에 전도성 액체를 분사해 움직임을 감지하는 그물망 형태의 '지능형 전자피부'가 세계 최초로 개발됐다.
한국과학기술원 조성호 교수 연구팀, 서울대 고승환 교수 연구팀과 미국 스탠포드대학교 제난 바오(Zhenan Bao) 교수는 사람 움직임에 따라 늘어나면서 전기신호를 발생시키는 '지능형 전자피부'를 개발하는데 성공했다고 29일 밝혔다.
전자피부는 딱딱한 전자소자를 피부처럼 유연하고 늘어나는 형태로 만든 것으로, 피부에 부착해 사용하면 인체 움직임을 측정할 수 있어 가상현실 구현에 활용할 수 있다.
하지만 현존하는 장비는 크기가 크고 유연성이 떨어진다. 또 수많은 관절 조직이 있는 인체에 적용하기엔 구조적으로 매우 복잡하고 생성되는 정보도 방대해 실제 활용에는 한계가 있었다.
연구팀은 이런 한계를 극복하기 위해 전도성 액체를 직접 피부에 분사한 후 나노미터(㎚) 단위의 전도성 그물망을 손에 자동으로 인쇄하는 새로운 방식을 적용했다.
그 결과, 손 위의 전도성 그물망이 사용자의 움직임에 따라 늘어나면서 전기신호가 발생하는 것을 관측했다. 이때 획득한 전기신호 정보를 블루투스 통신장치를 통해 무선으로 전송하는데도 성공했다.
전송된 여러 종류의 전기신호를 인공지능(AI)이 스스로 비교하고 학습하는 과정을 거쳐 서로 다른 손동작을 구별하게 한 후, 사용자가 특정 동작을 몇 번만 반복하면 가상공간에서 다양한 작업을 수행하는 것이 가능하다는 사실도 확인했다.
또 연구팀은 키보드없이 손동작만으로 글자를 입력할 수 있게 하고, 임의의 물체를 문지르는 것만으로도 물체의 모양이 화면에 그려지게 하는 등 다양한 가상현실 플랫폼 기술 구현에도 성공했다.
연구팀이 세계 최초로 구현한 기술은 앞으로 가상현실 및 원격의료 분야 등에서 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
조성호 교수와 고승환 교수는 "이번 연구성과는 전자피부와 최신 인공지능 기술을 결합한 첫 사례"라며 "하드웨어와 소프트웨어 모두 사용자 편의성을 증대시켜 향후 메타버스를 비롯해 증강현실(AR) 및 가상현실(VR), 원격의료, 로봇공학 분야에서 기술 혁신을 가져올 수 있다"고 의미를 밝혔다.
과기정통부 기초연구사업(중견연구 및 선도연구센터) 등의 지원을 받아 수행한 이번 연구결과는 국제학술지 '네이처 일렉트로닉스'(Nature Electronics)」에 12월 29일 게재됐다.
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