생체 모방 전자 피부 센서, 정밀 동작 추적 구현

연구자들이 인간의 동작 동적 과정을 모방하는 '전자 피부' 센서를 개발했습니다. 인간 손 피부의 생물학적이고 동적인 과정을 모방해 물체가 비슷하게 행동하도록 시도했습니다.

이 이중 모드 센서는 동작의 크기와 하중(테니스 라켓 휘두르기의 노력 등)은 물론 속도, 지속 시간, 방향까지 측정합니다. 핵심은 이 측정을 분리하고 개별 매개변수가 서로 어떻게 영향을 미치는지 이해하는 것이었습니다. 예를 들어 테니스 공을 라켓 위에 살살 튀기는 것과 상대에게 서브를 넣는 것은 다른 입력이 필요합니다. 같은 변수들이 의수 사용자가 달걀을 다루는 것과 수박을 드는 것을 구별할 때도 작용합니다.

이 센서들은 누르기, 구부리기 등 동작의 크기를 포착하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 또한 부드러운 로봇공학에 적용해 물고기 잡기 같은 섬세한 물체 조작이나, 재난 현장에서 불규칙한 공간으로 기어들어가 잔해를 치우는 데도 쓸 수 있습니다.

데이터는 압전 및 압저항 신호 간의 시너지에 의해 생성됩니다. 압전 신호는 압력 등 외부 힘을 측정해 전하를 생성하고, 압저항 신호는 전류를 완화합니다. 이중 모드 센서는 피라미드 모양의 미세구조 두 내부 층이 마주 보도록 샌드위치 구조로 쌓여 있습니다. 미세구조는 압저항 층에서 크기와 지속 시간 측정을, 압전 층에서 동적 하중 속도와 방향을 측정합니다. 이 시너지 효과로 광범위한 압력 및 주파수 범위에서 높은 감도를 얻어, 특정 동작을 모방하는 데 필요한 힘과 유연성을 정밀하게 측정할 수 있습니다.