아주대학교는 박성준 아주대 교수 연구팀과 왕건욱 고려대학교 교수 연구팀이 함께 손가락 동작 인식이 가능한 전자피부를 개발했다고 28일 밝혔다.

공동연구팀이 개발한 전자피부는 피부 미세 주름에도 밀착할 수 있는 초박막 형태의 유기 광반응 센싱 소자와 뇌모방 인공 시냅스 소자를 1마이크론(머리카락 두께의 1/100) 수준의 초박막 기판 위에 성공적으로 개발 및 결합해 손가락 동작 인식이 가능하다.

사물 인터넷(IoT), 첨단 센싱 및 인공 지능 기술의 결합은 사람들의 자연스러운 움직임을 실시간으로 취득, 인지, 해석하는 것이 가능하다. 

사람의 간단한 움직임으로 다양한 명령을 수행하는 것을 가능케 했고, 이러한 기술은 메타버스를 비롯한 가상현실 및 실시간으로 취득한 생체신호 진단 등의 영역으로 확장 가능해 학계의 큰 주목을 받고 있다.

특히 손가락 동작 인식은 신체를 활용한 움직임 중 가장 표현의 자유도가 높고 직관적인 비언어적인 표현을 전달할 수 있어 이를 해석하고자 하는 움직임이 많았으나, 기존 방식은 크고 고정된 센싱 장비를 활용하거나 공간의 제약을 받거나, 신호 인식 처리를 위한 알고리즘이 복잡해 시간 및 에너지 소모가 높아 일상적인 적용이 어렵다는 한계가 있다.

이번 연구에서 개발된 전자피부 형태의 모션인식 플랫폼은 초박막의 저전력 고효율 신호 처리에 특화된 인공 시냅스 어레이 소자와 고효율 유기 포토다이오드를 결합하는 방식으로 제작돼 손가락 움직임을 광신호에서 전기적 신호로 변환하고 신호 패턴의 학습을 통해 높은 정확도의 인지능력을 보여준다. 

또한, 1 마이크론미터 두께의 기판을 활용해 소자의 강성도를 최소화해 반복적인 기계적 변형에서도 안정하면서 피부의 표면에 밀착해 자연스러운 움직임을 가능하게 했다.

아주대 지능형반도체공학과 석박통합과정 이인호 학생, 고려대 KU-KIST 융합대학원 석박통합과정 조해인 학생과 고려대 장진곤 박사가 공동 제1저자로, 아주대 전자공학과·지능반도체공학과 박성준 교수와 고려대 KU-KIST 융합대학원 융합에너지공학과 왕건욱 교수는 공동 교신저자로 참여했다.

한편 이 연구는 세계적인 학술지인 ‘Nature Electronics’紙 (2022년 기준 인용지수 IF=34.3, IF%=0.362)에 올해 8월 10일에 온라인 게재됐다.

[ 경기신문 = 나규항 기자 ]