첨단 스마트 전자 피부, 로봇과 의수 촉각 감각 향상

싱가포르 국립대학교

인간은 커피 잔을 들거나 악수하는 등 거의 모든 일상 작업에 촉각을 사용합니다. 촉각이 없으면 걷는 동안 균형 감각조차 잃을 수 있습니다. 마찬가지로 로봇도 인간과 더 잘 상호작용하려면 촉각이 필요하지만, 현재 로봇은 물체를 잘 느끼지 못합니다.

비동기 코딩 전자 피부(ACES): 인공 신경계

비동기 코딩 전자 피부(ACES)는 초고속 반응성과 손상 견고성을 갖춘 인공 신경계로, 어떤 종류의 센서 피부 층과도 결합해 전자 피부로서 효과적으로 기능할 수 있습니다. ACES는 인간 감각 신경계처럼 신호를 감지하지만, 인간 피부의 신경 다발과 달리 단일 전기 도체로 연결된 센서 네트워크로 구성됩니다. 또한 센서 간 상호 연결 배선 시스템을 가진 기존 전자 피부와 달리 손상에 민감하지 않고 확장하기 쉽습니다.

인간 감각 신경계보다 1,000배 빠른 반응 속도

ACES는 인간 감각 신경계보다 1,000배 이상 빠르게 접촉을 감지합니다. 수많은 센서가 있어도 서로 다른 센서 간의 물리적 접촉을 60나노초 미만으로 구별할 수 있습니다. ACES 탑재 피부는 물체의 모양, 질감, 경도를 10밀리초 내에 정확하게 식별합니다. 이는 눈 깜짝할 사이(약 100밀리초)보다 10배 빠릅니다. ACES 시스템의 높은 충실도와 포착 속도 덕분입니다.

물리적 손상에 강한 견고성: 단일 연결만으로도 기능 유지

ACES 플랫폼은 물리적 손상에 대한 높은 견고성도 설계할 수 있습니다. 전자 피부는 환경과 빈번하게 물리적으로 접촉하므로 중요한 특성입니다. 기존 전자 피부의 센서 상호 연결 시스템과 달리, ACES의 모든 센서는 공통 전기 도체에 연결되며 각 센서가 독립적으로 작동합니다. 따라서 센서와 도체 사이에 단 하나의 연결만 남아도 ACES 탑재 전자 피부는 계속 기능하므로 손상에 덜 취약합니다.

단순한 배선 시스템으로 대규모 지능형 전자 피부 확장 용이

ACES는 단순한 배선 시스템과 센서 수 증가에도 유지되는 반응성을 가집니다. 이러한 핵심 특성은 로봇, 의수, 기타 인간-기계 인터페이스의 인공지능(AI) 응용을 위한 지능형 전자 피부의 확장을 용이하게 합니다.

다양한 센서 피부 층과 결합 가능: 자가 치유, 방수, 투명 피부 등

ACES는 온도와 습도를 감지하도록 설계된 센서 피부 층 등 어떤 종류와도 쉽게 결합할 수 있습니다. ACES를 투명하고 자가 치유되며 방수인 센서 피부 층과 결합하면 인간 피부처럼 스스로 복구하는 전자 피부가 만들어집니다. 이런 유형의 전자 피부는 장애인의 촉각을 회복시키는 더 사실적인 의수 개발에 사용될 수 있습니다.

재난 복구 로봇, 창고 포장 자동화 등 다양한 응용 기대

기타 잠재적 응용으로는 재난 복구 작업을 수행하거나 창고에서 물건 포장 같은 단조로운 작업을 대신하는 더 지능적인 로봇 개발이 있습니다.

테크 브리프 TV에서 데모 시청 가능. 자세한 정보는 대학 홍보실 문의. 이메일: [보호된 이메일]; 전화: +65 6516 3260.