IBS 나노의학 연구단, 100배 정밀하게 압력 포착, 건강관리 및 의료 분야에 활용 가능
기초과학연구원(IBS)은 나노의학 연구단 연구위원이자 연세대 신소재공학과 교수인 박장웅 박사의 연구팀이 연세대, 한양대, KAIST와 함께 3D 촉각 인식장치를 개발하고, 인식장치에 압력을 감지하는 발광물질까지 결합했다고 16일 밝혔다.
촉각 인식장치는 압력, 따뜻함, 차가움, 아픔 등 인간의 감각 중 가장 원시적 감각인 촉각을 직관적으로 측정하고 표현하는 장치다.
연구팀은 이번 연구를 통해 압력에 따라 두께가 변화하는 물질을 이용한 트랜지스터 센서를 개발해 이웃한 센서간 간섭을 해결했다. 이를 통해 촉각을 고해상도로 세밀하게 감지할 수 있도록 했다.
연구팀은 사람 머리카락 단면보다 작은 면적에 가로 20줄, 세로 20줄의 정사각형 형태로 총 400개의 센서를 배열했다. 또 이 장치의 기판은 생체친화적이고 유연성 플라스틱을 사용해 초거대 압력에서도 부러지지 않는 특성을 가지고 있다. 몸무게 50㎏ 정도인 사람이 굽 반경 1㎝ 구두를 신고 인식장치를 밟았을 때, 굽에 가해지는 압력의 면적과 세기가 인식장치에 실시간으로 표시된다. 연구팀이 장치를 통해 사람 심장세포 움직임을 3D로 측정해 심장세포 하나가 박동할 때의 압력이 구두 굽으로 밟는 힘보다 약 1만배 미세함을 확인했다.
추가적으로 연구팀은 3D 촉각 인식장치에 촉각을 감지하면 스스로 빛을 내는 화학물질을 결합, 3차원 촉각 분포를 맨눈으로 쉽게 관찰할 수 있도록 했다. 촉각을 시각화함으로써 촉각 인식장치에 대한 사용자 경험을 효과적으로 증대시켰다.
박장웅 연구위원은 "향후 심장 박동 및 혈압 등을 모니터링하는 장치를 개발하고 신체 정보를 데이터화해 인공지능 진단 등에 활용할 계획"이라고 말했다. 박 연구위원은 현재 이 장치를 폭넓게 활용하기 위해 촉각뿐만 아니라 단백질 정보까지 함께 감지할 수 있는 장치도 후속 연구로 개발 중이다.
이번 연구결과는 국제 학술지 '나노 레터스'에 15일(한국시간) 표지 논문으로 게재됐다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
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