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경희대 최동휘 교수 연구팀/사진=경희대
외부 전원 연결 없이도 터치 위치를 정확히 인식할 수 있는 차세대 촉각 센서 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 공정을 단순화하면서도 대면적 적용이 가능해, 차세대 디스플레이와 로봇, 웨어러블 기기 등 다양한 산업 분야로의 확산이 기대된다.
경희대학교 기계공학과 최동휘 교수 연구팀은 전남대학교 기계공학부 라윤상 교수와 공동연구를 통해, 단 한 번의 코팅 공정만으로 터치 위치를 인식할 수 있는 자가발전 촉각 센서 기술을 개발했다고 31일 밝혔다.
이번에 개발된 센서는 고무처럼 유연한 고분자 소재에 탄소 입자를 혼합해 제작된다. 별도의 복잡한 공정 없이 단일 코팅 과정에서 탄소 입자가 자연스럽게 아래로 침강하면서, 하나의 필름 내부에 탄소 농도 구배 구조가 형성된다. 상층부는 낮은 탄소 농도, 하층부는 높은 탄소 농도를 갖는 구조다.
이 구조를 통해 센서는 누르는 위치에 따라 서로 다른 전기 신호를 출력한다. 연구팀은 터치 지점과 전극 간 거리 차이가 전압 비율로 반영되도록 설계했으며, 신호 분석만으로 정확한 위치를 판별할 수 있도록 했다. 여기에 딥러닝 기반 모델을 적용한 결과, 터치 위치 인식 정확도는 98% 이상에 달했다.
기존 촉각 센서가 다수의 센서 배열이나 복잡한 회로 구조를 필요로 했던 것과 달리, 이번 기술은 센서 전체가 하나의 연속적인 감지 영역으로 작동한다. 이에 따라 사각지대가 없고, 대면적 확장에도 유리하다는 설명이다. 구부리거나 늘려도 성능이 유지돼 플렉시블 디스플레이, 웨어러블 인터페이스, 휴머노이드 로봇, 대형 터치 패널 등 다양한 산업 분야에서 활용 가능성이 높다.
최동휘 교수는 "공정이 단순하고 확장성이 뛰어난 것이 이번 기술의 핵심 경쟁력"이라며 "촉각 센서 전 영역을 활용할 수 있고, 변형 환경에서도 안정적인 성능을 유지해 실제 산업 적용 가능성이 매우 높다"고 말했다.
