자기장. 음파. 압력 느끼는 인공 피부 개발

자기장. 음파. 압력 느끼는 인공 피부 개발

 

미국 코네티컷 대학 화학과 제임스 루슬링 교수 연구팀은 압력, 자기장, 음파를 감지할 수 있는 새로운 형태의 인공 피부 삽입용 센서를 개발했다는 연구 결과를 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 2019년 01월 28일자에 발표했다. 장차, 인간이 슈퍼맨처럼 직접 피부를 통해 지구 자기장의 변화를 느끼게 될 수도 있는 기술이다. 인공 피부에 넣어 사람의 피부가 느끼지 못하는 자기장과 음파까지 감지하는 센서가 개발된 것이다.

 

인공 피부는 화상과 같은 사고로 피부 감각을 잃어버린 피해자들을 위해 주로 쓰인다. 화상피해자들은 압력, 열기, 한기, 진동을 느끼는 피부 기능을 상실해 주변의 위험에 그대로 노출돼 있다. 사람은 피부를 통해 위험을 감지하고 몸을 안전하게 보호하는데, 피부가 그 기능을 상실했기 때문이다.

 

피부의 본래 기능을 하는 인공 피부에 대한 연구는 많은 진전이 있었다. 실제로 2018년 02월 미국 스탠퍼드 대학 화학공학과 제난 바오 교수 연구팀은 유연하면서도 감각 센서가 통합된 폴리머로 만든 회로를 통해 인공 무당 벌레가 남긴 미세한 움직임까지 느낄 수 있는 인공 피부 기술을 개발해 국제 학술지 ‘네이처’에 발표한 바 있다.

 

미국 코네티컷 대학 연구팀은 기존의 피부 기능 이외에 색다른 기능을 하는 센서를 만들어 냈다. 센서의 내부에는 실리콘 튜브가 있다. 이 튜브 안에는 나노미터(㎚, 10억분의 1m) 크기의 아주 작은 산화철 입자로 이뤄진 특수 유체가 들어가 있다. 산화철 입자들은 실리콘 튜브 내부에서 전류를 만들어내는데, 입자에 압력을 주면, 실리콘 튜브 내부의 입자들이 움직이며 전류도 바뀌게 된다. 이 전류는 실리콘 튜브를 감싸고 있는 구리선을 통해 신호 형태로 외부에 전달된다.

 

연구팀은 이런 방식으로 자기장과 음파까지 느낄 수 있는 인공 피부를 만들 수 있었다. 연구팀은 “자기장과 음파는 산화철 입자 유체에 파동을 만든다. 압력, 자기장, 음파에 따라 생기는 파동의 형태도 달라 구분할 수 있다”고 말했다. 압력, 자기장, 음파에 따라 구리선에 전해지는 전류 신호가 다르기 때문에 자기장, 음파, 압력을 탐지 및 구분할 수 있다는 것이다. 연구팀은 또 “걷거나 달리거나 점프하거나 수영을 하거나 등 사람의 행동에 따라서도 전류 신호가 달라지기도 했다”고 덧붙였다.

 

루슬링 교수는 “피부가 기존의 기능을 통해 감지해내는 위협 외에도 다른 위협도 감지하면 어떨까 생각해보게 됐다. 다음 단계는 인공 피부에 삽입할 수 있도록 센서를 좀 더 평평하게 만드는 것”이라고 밝혔다.