나노기술 및 정책 정보

• 목록

● 미국 University of Chicago의 Sihong Wang 교수 연구팀이 작은 종이의 압력까지도 감지할 만큼 민감하며, 인간의 감지 기능과 거의 동일한 감지 성능을 유지하면서 최대 50%까지 늘릴 수 있는 새로운 압력 센서를 개발

● 인간과 같은 감지 기능을 가진 로봇손을 개발하는데 있어서 가장 큰 장애물은 압력 센서의 신축성이며, 로봇손이 물체를 잡고 집거나, 손목의 맥박을 측정하는 데 활용되는 압력 센서는 구부리거나 늘어날 수 있지만, 이러한 움직임으로 인해 성능이 크게 영향을 받음.

● 연구팀은 신축성 있는 전도성 나노입자 페이스트(paste)와 엘라스토머(elastomer)로 구성된 외부층과 초소형 마이크로피라미드(micropyramid)가 내부에 포함되어 있는 전기 이중층(electrical double layer)을 이용하여 압력이 가해지면 마이크로피라미드가 압축되어 전극과 연결되고, 해당 전극은 압력 수준에 대한 신호를 전송하는 신축성 있는 압력 센서를 개발

● 연구팀은 각각의 마이크로 피라미드 하부의 강성을 증가시켜 센서가 변형되거나 늘어나더라도 외부층과 마이크로피라미드의 접촉을 유지할 수 있도록 함으로써 최대 50%(일반적으로 인체에 필요한 수준)까지 늘려도 높은 수준의 감도를 유지

● 연구팀이 개발한 압력 센서를 이용하면 로봇손을 이용하여 사람의 맥박 파형을 측정하거나 신체 부위에 제어된 마사지 압력을 가하여 물리치료를 제공할 수 있으며 보철물의 전자 피부 역할을 할 수 있음.

● 연구팀은 로봇손에 여러 개의 센서를 추가하기 위해 노력하고 있으며, 이를 여러 개의 센서가 부착되어 있는 로봇 손가락으로 확장하고 질감을 느낄 수 있는 새로운 종류의 센서를 추가하는 의수 응용 프로그램을 설계하기 위한 협업을 진행

※ Science Advances 게재(2021.11.24.), “A stretchable and strain-unperturbed pressure sensor for motion interference–free tactile monitoring on skins”