한국과학기술원(KAIST)은 바이오·뇌공학과 박성준 교수와 고려대 천성우 교수, 한양대 김종석 박사 공동 연구팀이 인체의 신경 신호를 모사한 인공 감각 인터페이스 시스템을 개발했다고 12일 밝혔다.

최근 가상(VR)·증강(AR) 현실, 메타버스(3차원 가상세계) 등 분야에서 인공 감각 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 인체의 감각기관처럼 정교하게 구현하기가 쉽지 않다.

사람은 다양한 유형의 촉각 수용기를 통해 압력, 진동 등 정보를 조합해 촉각을 감지하는데, 작동 원리가 복잡해 모사하기가 어려웠다.

연구팀은 나노입자 기반의 복합 촉각 센서를 만든 뒤 이를 실제 신경 패턴에 기반한 신호 변환 시스템과 연결하는 방법으로 사람의 촉각 인식 기제를 모사해 냈다.

우선 피부 내 압력을 감지하는 반응과 진동을 감지하는 반응 수용기를 동시에 모사할 수 있는 압전소재(압력을 전기로 변환하는 소자)를 적용한 전자 피부를 만들었다.

이어 실제 감각 신경을 추출, 다양한 감각에 의한 신호를 측정해 함수화했다.

연구팀이 개발한 감각 시스템을 지문 구조로 만들어 20여종의 직물을 분류하는 실험을 진행한 결과, 99% 이상의 정확도로 직물의 질감에 따라 서로 다른 종류를 구분해낼 수 있었다.

가상현실 등 디지털 산업은 물론 인공피부와 로봇형 의수·의족 등 의료산업 분야에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 일렉트로닉스'(Nature Electronics) 지난달 3일 자에 실렸다.