달팽이관 착안해 센서 만들었더니..소리듣고 로봇 손이 움직였다

[이데일리 강민구 기자] 사람 몸을 모방해 소리를 듣고 작동할 수 있는 로봇 기술이 개발됐다. 인공피부 속 센서를 이용해 물질의 촉감을 구별하거나 사람의 동작도 따라 할 수 있다.

울산과학기술원(UNIST)은 고현협 에너지화학공학과 교수, 김재준 전기전자공학과 교수 연구팀이 사람 동작, 촉감, 소리를 인식해 기계에 전달할 수 있는 사람·기계 인터페이스를 개발했다고 27일 밝혔다.

울산과학기술원의 고현협 교수, 김재준 교수, 채희영 연구원, 강동희 연구원.(왼쪽 아래부터 반시계 방향)(사진=울산과학기술원)

연구팀이 개발한 인터페이스는 버튼이나 키보드를 누르는 대신 정보를 직관적으로 기계에 전달한다. 귀의 달팽이관 구조를 모방한 인공피부 센서가 핵심이다.

달팽이관 기저막은 달팽이관 내부에 있는 기관 중 하나로 안쪽으로 들어갈수록 낮은 주파수의 음성 신호를 전달하는데 두께와 너비, 단단함 정도가 부위별로 달라 소리를 주파수별로 구분할 수 있다. 센서는 사람의 동작처럼 느리게 반복되는 저주파 신호뿐만 아니라 빠르게 진동하는 소리, 촉감 같은 고주파 신호도 기계에 전달할 수 있다.

센서를 로봇에 적용한 결과 주파수를 바꿔 로봇 손의 손동작을 조종했다. 사용자가 스마트 햅틱 장갑을 끼고 움직이면 로봇 손이 사용자의 손 움직임을 그대로 따라 했다. 유리, 종이, 실크 등 8가지 다른 물질의 질감도 93% 정확도로 인식했다.

고현협 교수는 “이번 연구에서 이뤄낸 움직임, 소리 신호 검출이 가능한 마찰 전기 센서는 간단한 필름 제작 형태로 제작할 수 있다”며 “주파수 선택성이 뛰어나며 주파수 감지가 넓어 아바타 로봇 제어 등에 응용할 수 있다”고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 지난 25일자로 게재됐다.

달팽이관 기저막을 모방한 센서 기술.(자료=울산과학기술원)