전북대학교 정창규 교수 연구팀이 사람 피부와 신경계의 정보 전달 원리를 모사한 차세대 인공지능(AI) 촉각센서를 잇따라 개발하며 미래 전자피부 기술의 가능성을 제시했다.

전북대 신소재공학부 전자재료공학전공 정창규 교수 연구팀은 이온(Ion)의 이동 원리를 활용한 자가발전형 촉각센서 기술을 개발해 국제 학술지에 연이어 연구 성과를 발표했다고 23일 밝혔다.

이번 연구의 핵심은 사람의 피부와 신경세포가 이온 이동을 통해 자극을 전달하는 원리를 인공적으로 구현한 데 있다. 연구팀이 개발한 센서는 외부 전원이나 배터리 없이 압력과 움직임만으로 전기 신호를 생성할 수 있어 차세대 웨어러블 기기와 로봇, 전자피부(E-skin) 분야의 핵심 기술로 평가받고 있다.

첫 번째 연구에서는 양이온과 음이온이 연속적으로 분포하는 '구배형 하이드로젤'을 개발해 기존 센서의 내구성과 안정성 문제를 해결했다. 이를 통해 손가락 움직임과 호흡, 발성, 보행 등 다양한 생체 신호를 정밀하게 감지하는 데 성공했다.

특히 AI 학습기술과 결합한 실험에서는 과일 종류를 거의 100%에 가까운 정확도로 구별하는 성능을 입증해 센서의 실용 가능성을 높였다.

연구팀은 여기에 그치지 않고 이온 이동 경로를 정밀하게 제어하는 '이온 다이오드 기반 센서 플랫폼'도 개발했다. 이 센서는 단순한 압력 감지를 넘어 굽힘 방향과 변형 형태까지 구분할 수 있으며, AND·OR 논리 연산 기능을 수행해 센서 자체에서 정보를 처리하는 지능형 전자소자 구현 가능성도 보여줬다.

이번 연구 결과는 재료·화학공학 분야의 세계적 학술지인 Chemical Engineering Journal 과 Advanced Science 에 각각 게재되며 학술적 우수성을 인정받았다.

정창규 교수는 "인체 신경계가 이온 이동을 통해 정보를 전달하고 처리하는 원리에 착안한 연구"라며 "감지와 정보처리를 동시에 수행하는 차세대 전자피부 기술의 기반을 마련했다는 점에서 의미가 크다"고 말했다.

한편 이번 연구는 프랑스와 중국 연구진이 참여한 국제공동연구로 진행됐으며 산업통상자원부 알키미스트 사업, 과학기술정보통신부 국가아젠다 사업, JBNU-KIST 산학연융합플랫폼, 교육부 RISE 사업 등의 지원을 받아 수행됐다. 연구계에서는 이번 기술이 향후 헬스케어 웨어러블 기기와 휴머노이드 로봇, 스마트 의료기기 분야에 폭넓게 활용될 것으로 기대하고 있다.