로봇도 ‘킁킁’ 냄새 맡는 시대 온다

국내 연구진, 냄새 맡는 전자피부 개발

“매연 농도가 심하니 공기청정기를 틀어주세요”

촉각만 감지했던 기존 전자피부의 한계를 넘어 온도, 습도, 후각을 동시에 감지할 수 있는 스마트 전자피부가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 앞으로는 스마트폰이나 로봇이 주변에서 유해가스가 발생하면 즉시 냄새를 맡아 알려주거나, 접촉한 사람의 체온과 땀의 정보까지 분석해 건강상태를 체크해주는 일을 할 수 있을 것으로 기대된다.

미래창조과학부 글로벌프런티어 ‘나노기반 소프트일렉트로닉스연구단’은 촉각, 온도, 습도는 물론, 인간의 피부가 감지할 수 없는 다양한 유해가스 및 유기용매 등을 분별하는 후각 기능이 보완된 ‘냄새 맡는 전자피부’를 세계 최초로 개발했다고 16일 밝혔다.

연구진이 개발한 전자피부는 ‘전기용량’이라는 특성을 이용했다. 전기용량이란 물체가 전기를 저장할 수 있는 능력을 말한다. 연구진은 압력, 터치와 같은 촉각뿐만 아니라, 온도 및 습도, 유해가스 및 유기용매에 의해서도 전기용량이 변화한다는 점에서 착안했다.

전자피부 센서가 부착된 손

전자피부(e-skin)는 웨어러블 건강진단기기, 감각을 느끼는 디스플레이, 다기능성 로봇 피부 등 응용 분야가 다양하기 때문에 최근 많은 관심을 받고 있는 연구분야이다. 그러나 지금까지 보고된 대부분의 전자피부들은 압력, 응력, 터치와 같은 촉각형 자극에 대한 민감성 향상에만 초점을 두고 있어서, 생리학적으로 촉각형 자극뿐만 아니라 온도와 습도변화를 복합적으로 감지하는 인간의 피부를 모방하는데 큰 한계점을 가진다.

접히고, 뒤틀리고, 늘어나는 전자피부 모습

연구진은 이러한 웨어러블 전자피부가 개발됨에 따라, 향후 차세대 센서임베디드 플렉서블 디스플레이 개발과 극한 환경 및 사고 감지용 스마트 로봇피부 개발에 새로운 가능성이 열렸다고 설명했다.

연구를 주도한 숭실대 유기신소재?파이버공학과 김도환 교수는 “이번에 개발한 착용형 냄새 맡는 전자피부는 미세한 물리적인 변형에 의한 전기용량의 변화를 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 터치 혹은 유해가스 및 유기용매의 미세한 변화를 감지해 사용자 주변 환경 및 생체신호를 진단할 수 있다”고 설명했다.

이어 김 교수는 “향후 차세대 플렉서블 디스플레이, 극한 환경 및 사고 감지용 스마트 로봇피부 등 인간 친화적 전자기기 구현을 위한 원천기술로 응용되어 큰 부가가치를 창출할 것으로 기대된다”고 말했다.

한편 이번 연구는 미래창조과학부 글로벌프런티어사업(나노기반 소프트일렉트로닉스연구단)과 신진연구자지원사업의 지원으로 수행됐고, 숭실대 김도환 교수, 박사과정 김소영 연구원, 정영진 교수 연구팀이 주도했다. 연구결과는 재료과학분야 세계적 국제학술지 ‘어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)’ 2015년 28호 표지논문(Front Cover)으로 게재 예정(7월말)이며, 현재 연구팀은 관련 기술로 2건의 국내특허를 출원한 상태다.