소프트 터치용 인공손가락 개념도.[KAIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 액정 같이 깨어지기 쉬운 화면을 부드럽게 터치해 다양한 작업을 할 수 있는 인공손가락을 선보였다.

한국연구재단은 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 오일권 교수 연구팀이 스마트폰이나 햅틱 반응형 디스플레이를 정교하게 터치할 수 있는 소프트 터치 액츄에이터 기술을 개발했다고 5일 밝혔다.

연구팀은 부드럽고 얇은 박막형의 소프트 터치 액츄에이터를 원격으로 조정, 스마트폰 화면 위에서 전자피아노 연주하기, 전자책 넘기기, 화면스크롤하기 등을 시연해냈다.

최근 일종의 디지털 촉각인 ‘햅틱’을 구현, 사람 또는 전자디바이스와 섬세한 피드백을 주고받는 한편 가상현실이나 증강현실을 보다 실감나게 하려는 연구가 활발하다.

주로 부드러운 인공근육 기반 소프트 액츄에이터에 대한 연구가 많이 이뤄지고 있지만, 낮은 전압에서는 반응속도가 너무 느려 터치형 액츄에이터로 활용하기에 어려움이 있었다.

인체에 나쁜 영향을 주거나 디바이스의 오작동을 유발하지 않으면서 터치 피드백을 주고받기 위해서는 저전압 구동이 전제돼야 하기 때문이다.

연구팀은 저전압에서도 빠르게 반응할 수 있는 높은 효율의 소프트 액츄에이터를 위한 새로운 소재를 물색했다. 유연성을 위해 금속을 배제한 공유결합으로 된 다공성 고리화합물을 합성하고 널리 쓰이는 전도성 고분자를 결합했다.

실제 이 소재의 액츄에이터로 만든 인공손가락은 낮은 전압(±0.5V)으로도 빠르게 큰 변형을 만들 수 있어 부드러운 터치반응을 유도할 수 있었다.

핵심은 다공성 탄소구조체로 인해 비표면적을 극대화한 것이다. 비표적을 넓혀 표면전하량을 늘리는 한편 작동속도와 반응성도 높일 수 있었다. 실제 0.5V에서 17mm 정도 구부러지는 변형을 확인했다.

연구팀은 개발된 소프트 터치 액츄에이터를 배열형태로 확장해 스마트폰 전자피아노 어플리케이션 위에서 연속적 터치를 통해서 ‘Happy Birthday’를 연주했고 전자책 넘기기와 화면스크롤 기능 등을 능숙하게 해냈다고 밝혔다.

만마싸 마하토 KAIST 박사는 “이 기술은 사람의 손 사용이 제한된 분야에서 사용할 수 있다”면서 “바이오의약품 기기 분야 전문 기술자의 도움을 받아 설계를 하거나 유해환경에서 실험 제어를 위한 특정 앱의 조작으로 실질적으로 활용이 가능해 질 것”이라고 말했다.

이번 연구성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 10월 23일자로 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com