어떤 환경에서도 숨는 '인공 카멜레온 스킨' 나왔다

서울대 고승환 교수 연구팀, 인공은폐 소자 개발

＜실시간 능동 은폐가 가능한 멀티 레이어 인공 카멜레온 스킨의 성능 평가 및 및 카멜레온 로봇으로의 응용＞ 멀티 레이어 인공 카멜레온 스킨에 컬러센서를 적용, 주변 환경의 색을 실시간으로 감지하여 정밀하고 빠른 제어 시스템을 통해 능동적인 은폐 성능을 보이는 소자를 개발하였다. 이를 기반으로 카멜레온 로봇에 적용하여 로봇이 다양한 색 배경을 기어다니며 실시간으로 주변환경을 감지하고 이에 맞춰 몸의 색을 스스로 변화시키는 카멜레온 로봇을 구현하였다.

[아시아경제 김봉수 기자] 국내 연구진이 카멜레온처럼 다양한 환경에서 은폐가 가능한 인공 스킨을 개발했다.

서울대학교는 고승환 공과대학 교수 연구팀이 얇은 온도 감응형 액정잉크와 얇고 유연한 은나노와이어 히터를 기반으로 다양한 환경에서 은폐가 가능한 인공 카멜레온 스킨을 개발했다고 18일 밝혔다.

인공 은폐 소자는 전장에서 아군의 생존률을 높이기 위한 기술로 1800년대부터 꾸준히 다양한 방식으로 개발되어오며 현재까지도 중요한 군사 기술 중 하나로 지속적인 연구가 수행되고 있다. 카멜레온, 문어와 같이 자연계에 존재하는 은폐 기술을 군사용 뿐만 아니라 최근 급부상하고 있는 웨어러블 디바이스, 소프트 로봇 등의 다양한 형태의 응용으로 많은 연구가 수행되고 있다.

기존의 인공 은폐 소자는 다양한 색을 구현하는 수준이었으며, 실제 자연환경에서는 소자의 은폐 효율이 상당히 낮아지는 한계가 있다.

연구팀은 폴리머 필름과 온도 감응형 액정잉크, 수직적층된 다양한 패턴을 가진 은나노와이어 히터를 기반으로 한 능동형 인공은폐소자를 개발했다. 로봇이나 피부에 부착하기 쉬우며 기계적인 변형에도 소자의 특성이 유지되는 새로운 웨어러블 은폐소자다. 이 소자에 사용된 온도 감응현 액정 잉크는 온도에 따라 빨강색, 초록색, 파랑색(RGB)을 나타낼 수 있는 소재로 정밀 제어된 은나노와이어 히터의 열 자극에 의해 다양한 색을 구현해 낸다. 또 연구팀은 기계적 변형에도 전기적 특성이 유지되는 은나노와이어 네트워크 전극을 활용해 유연 히터를 개발해 고내구성의 웨어러블 소자를 구현하는데 성공했다. 레이저 공정을 통해 은나노와이어 네트워크 히터를 정밀하게 가공하고 수직으로 쌓았다. 각 층의 히터를 켜는 것에 따라 표면의 열 감응형 액정 잉크의 변색 패턴을 달리 유도할 수 있어 원하는 패턴과 색의 은폐 효과를 낼 수 있다.

연구팀은 다양한 주변환경을 스스로 감지하는 시스템과 정교하고 빠른 컨트롤이 가능한 제어시스템으로 실시간으로 능동적인 은폐가 가능한 소자를 개발했다. 패턴이 수직 적층된 얇은 필름 형태의 웨어러블 카멜레온 스킨소자에 간단한 센싱 시스템과 제어 로직을 추가해 시스템을 단순화했다.

연구진은 이 차세대 은폐소자를 응용해 '카멜레온 로봇'을 만들어 다양한 색의 배경에서도 실시간 능동적으로 은폐가 가능한 로봇을 구현했다.

연구팀은 "기계적으로 유연하며 다양한 색과 패턴 표현이 가능한 새로운 소프트 카모플라주 소자 원천 기술을 확보했다"며 "히터의 중첩과 센서 제어 시스템의 통합으로 종래의 은폐시스템의 복잡성을 최소화하는 새로운 기술을 제시하며 차세대 인공 은폐기술의 원천 기술을 확보한 것"이라고 설명했다.

연구팀은 또 "군사용 외에도 건축, 예술 및 패션, 야외 활동을 위한 여러 소비재에서도 폭넓은 관심을 받고 있어 산업분야에 있어 기술 선점의 효과가 있고, 관련 산업분야에서 선두자로 자리매김하는데 큰 공헌을 할 것"이라고 덧붙였다.

이번 연구 결과는 지난 10일 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)에 게재됐다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr