손에 뿌려서 전자피부 회로 그린다...메타버스 활용 기대

KAIST-서울대-스탠포드대 연구팀 "메타버스‧원격의료 혁신 가능성"

피부에 전도성 액체를 분사해 손에 전자 회로를 인쇄하는 전자피부 제작법이 개발됐다. 메타버스나 원격 의료 등의 조작 수단으로 활용이 기대된다.

과학기술정보통신부는 한국과학기술원(KAIST) 조성호 교수와 서울대 고승환 교수, 미국 스탠포드대 제난 바오 교수 연구팀이 지능형 전자피부를 개발했다고 29일 밝혔다.

손에 인쇄된 회로가 손의 움직임에서 나오는 신호를 인식해, 작동하고자 하는 기기에 전달하는 방식이다.

지능형 전자피부 모식도 (자료=KAIST)

과기정통부 기초연구사업(중견연구 및 선도연구센터) 등의 지원으로 수행한 이번 연구 성과는 학술지 '네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)'에 게재됐다.

전자피부는 딱딱한 전자소자를 피부처럼 유연하고 잘 늘어나는 형태로 만든 것이다. 피부에 부착해 사용하면 인체의 움직임을 측정할 수 있어 가상현실 구현에 활용할 수 있다. 하지만 기존 웨어러블 장치는 아직 크기가 크고 유연성이 떨어지는데다, 인체의 수많은 관절 조직에 맞추려면 구조가 복잡해지는 문제가 있다.

연구팀은 전도성 액체를 직접 피부에 분사해 나노미터 단위의 전도성 그물망을 손에 자동으로 인쇄하는 새로운 방식을 적용했다. 손 위의 전도성 그물망이 사용자의 움직임에 따라 늘어나면서 전기신호가 발생하고, 이 정보를 블루투스 통신장치를 통해 무선으로 전송했다. 손의 수용체가 피부가 늘어나는 것을 인지해 손의 움직임을 파악하는 것과 비슷한 인공피부 수용체를 만든 셈이다.

개발된 시스템을 이용한 물체 인식 및 가상 키보드 타이핑 (자료=KAIST)

또 전송된 신호를 인공지능에 비지도 대조 방식으로 학습시켜 서로 다른 손 동작을 구분하게 했다. 사용자가 같은 동작을 몇 번만 반복하면 이를 학습해 가상공간에서 이들 동작으로 다양한 작업을 수행할 수 있다. 키보드 없이 타자 치는 손동작만으로 컴퓨터에 글자를 입력하고, 물체를 문지르면 물체의 모양이 화면에 그려지게 하는 등 가상현실 플랫폼 기술도 구현했다.

연구팀이 세계 최초로 구현한 이 기술은 앞으로 가상현실 및 원격의료 분야 등에서 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 조성호 교수와 고승환 교수는 "이번 연구성과는 전자 피부와 최신 인공지능 기술을 결합한 첫 사례"라며 "하드웨어와 소프트웨어 모두 사용자 편의성을 증대시켜 향후 메타버스를 비롯해 AR과 VR, 원격의료, 로봇공학 분야에서 기술 혁신을 가져올 수 있다"라고 밝혔다.