스마트폰에서 연주하는 인공손가락

액정을 부드럽게 조작하는 인공손가락
전자피아노 연주, 전자책 넘기기, 화면 스크롤 내리기 등 가능

검은색 인공손가락(왼쪽 끝)이 스마트폰을 터치하는 모습.

[아시아경제 황준호 기자] 스마트폰의 액정과 같이 깨지기 쉬운 화면 위를 부드럽게 조작할 수 있는 인공손가락이 개발됐다. 저전압에서도 빠르게 반응할 수 있는 높은 효율의 소프트 액츄에이터가 개발된 것이다. 인체착용형 로봇이나 가전제품 등에 적용 가능한 부드러운 햅틱 피드백 시스템 개발에 기여할 것으로 예상된다.

저전압에도 빠르게 반응하는 인공손가락

한국연구재단은 오일권 한국과학기술원 기계공학과 교수의 연구팀이 스마트폰이나 햅틱 반응형 디스플레이를 정교하게 터치할 수 있는 소프트 터치 액츄에이터 기술을 개발했다고 5일 밝혔다. 액츄에이터는 전기적 신호를 기계적 운동으로 변환하는 장치를 말한다.

연구팀은 저전압에서 빠르게 반응하는 액츄에이터를 개발하기 위해 소재 개발에 나섰다. 부드러운 인공근육을 기반으로 한 소프트 액츄에이터 개발이 이뤄지고 있지만, 저전압에서 반응 속도가 느리다는 것이 한계로 지적됐기 때문이다.

연구팀은 금속 배제 공유결합으로 구성된 다공성 고리화합물(트라이어진 고리)을 합성한 뒤, 전도성 고분자(PE DOT-PSS)를 결합해 유연성을 가진 소재를 개발했다. 이 소재의 액츄에이터로 만든 인공손가락은 낮은 전압(±0.5V)으로도 빠르게 큰 변형을 만들 수 있어 부드러운 터치반응을 유도했다. 다공성 탄소구조체로 구성돼 비표면적이 커진 결과다. 비표면적을 넓어지면서 표면전하량이 늘어나면서 작동속도와 반응성이 올라간 것이다. 연구팀은 실제 낮은 전압(0.5V)에서 17mm 정도 구부러지는 변형을 확인했다.

부드러운 인공손가락으로 스마트폰 전자피아노 연주

연구팀은 이 소재로 소프트 터치 액츄에이터를 만들어, 스마트폰 전자피아노 어플리케이션 위에서 연속적 터치를 통해 생일 축하 노래를 연주 하기도 하고, 전자책 넘기기, 화면스크롤 기능 등을 구현했다.

연구팀 측은 "인공 손가락으로 음악 앱을 제어하고 체계적으로 실행하면서 부드러운 터치 작업을 통해 인간의 손을 대체할 수 있는 가능성을 확인했다"라며 "향후 인체착용형 로봇이나 전자가전제품들에서 적용가능한 부드러운 햅틱 피드백 시스템 개발에 응용될 수 있을 것"이라고 기대했다.

한편 이번 연구 성과는 국제학술지인 네이처 커뮤니케이션스에 최근 실렸다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr