| 중국과학원반도체연구소, 인체의 피부기능과 유사한 전자피부 | ||
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 최근, 중국과학원반도체연구소 초격자국가중점실험실의 선궈전(沈国震) 연구팀은 중국인민해방군총병원의 장카이(姜凯) 교수와 협력하여 그래핀재료에 기반한 신형 유연성 촉각센서를 개발함으로써 인체 피부와 유사한 기능을 구현하였다. 해당 센서는 미세압력 변화에 대한 쾌속 감지가 가능하므로 고민감도 고안정성의 인공 생체모사 전자피부를 구축할 수 있다. 해당 촉각센서의 민감도는 15.6 kPa-1, 응답시간은 5 ms로 감지반응 특성이 양호하며 10만회 이상 작동할 수 있고 깃털 하나 또는 입쌀 한알 무게의 압력 변화에도 양호한 반응을 나타냈다. 해당 연구성과는 Nano Energy(DOI: 10.1016/j.nanoen.2016.02.053) 학술지에 발표되었다. 전자피부(웨어러블 유연성 생체모사 촉각 센서)는 모조인간의 촉각 감지 기능을 구현하는 유연성 인조 전자부품으로 소비재 전자, 군사, 의료 건강 등 분야에서 응용 잠재력은 크다. 청각과 시각에 비해 촉각 감각기관의 모방이 어려운 원인은 촉각 시뮬레이션에 있어 고공간해상도, 고민감도, 쾌속 응답, 큰 사이즈 압력센서 어레이의 개발이 뒷받침되어야 하며 또한 자연 피부의 촉각 인지 특성 모방을 위해 대면적 유연성 고해상도 힘 센서를 필요로 하기 때문이다. 신형 웨어러블 유연성 생체모방 촉각 센서의 개발은 가상현실 시스템에 새로운 상호작용 수단을 제공하였다. 해당 센서는 미세한 가상현실 장면속에서 인간의 조작습관에 더욱 부합하고 인간의 민감한 말초신경에 더욱 잘 적응할 수 있어 더 나은 체험감과 상호작용성을 제공하였다. 한마디로 현실적 자연에 더 다가선 3차원 상호작용 수단이다. 연구팀이 개발한 생체모사 전자피부는 의학 영역에 시범적으로 응용되었고 실험실에서는 현재 맥박, 음성 등 인체 생리 신호에 대한 실시간 쾌속 측정에 이용되고 있다. 즉 사람이 말할 때 인후부 근육군의 운동에서 발생하는 미약한 압력의 변화 및 맥박 파형의 변화를 분석하고 이를 통해 음성 식별 및 다양한 인체 생리상태에 대한 정확한 검사를 기본적으로 달성하였다. 향후 음성 보조 출력 시스템, 인체 건강 평가, 질병 초기 진단에 광범위하게 응용될 것으로 전망된다. 또한 인체 촉각 감각을 심층 시뮬레이션하기 위해 실험실에서 큰 사이즈 촉각 센서 어레이를 만들어 다양한 물체의 힘 분포를 시뮬레이션하였다. 상기 연구는 전자피부, 착용가능한 인체 건강 모니터링 시스템 개발에 새로운 아이디어를 제공하였다. 향후 연구팀은 기존의 여러개 촉각 센서 유닛으로 구성된 유연성 다차원 촉각 어레이 센서의 조합식 배열 등 구조적 형태에 대한 개선을 통하여 인체 피부와 유사한 유연성을 보유하는 동시에 3차원 방향힘 정보를 획득하는 기능을 보유한 유연성 다차원 배열 촉각 센서를 개발할 예정이다. 정보출처 : http://www.semi.cas.cn/xwdt/kyjz/201603/t20160304_4542476.html |
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