광운대 박재영 교수 연구팀, 무선 수화 통역 가능성 열어
광운대 박재영 교수 연구팀, 무선 수화 통역 가능성 열어
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손동작 마찰전기 이용한 유연 압력 센서 개발 성공
손동작 감지가 필요한 수화 통역시스템 등에 활용 가능성 높여
박재영 교수(왼쪽)와 푸카르 박사과정 연구자
박재영 교수(왼쪽)와 푸카르 박사과정 연구자

[한국대학신문 백수현 기자] 광운대학교(총장 유지상) 박재영 교수 연구팀(전자공학과)이 손가락 움직임으로 얻어지는 고출력의 마찰전기를 이용해 전원이 없이도 미세한 손동작을 연속모니터링 할 수 있는 유연 압력 센서 개발에 성공했다.

유연 압력 센서는 우수한 감지 특성과 기계적 견고성을 갖기 때문에 손동작 감지 및 제어 시스템, 수화 통역 시스템, 인간-기계 인터페이스를 이용한 지능형 로봇, 드론, 게임, VR‧AR 등 다양한 산업 분야에 적용될 수 있을 것으로 보인다. 또 인체 움직임을 통한 친환경 에너지 수확기술은 무전원 웨어러블 센서를 위한 자가전원으로 대체될 수 있어 배터리 수명 제한과 폐기로 인한 환경오염의 문제를 방지할 수 있어 의의를 가진다.

박재영 교수 연구팀은 피부 속의 표피-진피 구조를 모방해 설계한 미세구조의 마찰전기 층을 엠보싱 기술과 에머리 종이 템플릿을 이용해 테프론과 나일론 필름 소재에 제작했다. 이어 구리 전극 필름과 적층함으로써 쉽게 무전원 유연 압력 센서를 제작했다. 연구팀은 손가락의 움직임을 상세하게 감지 및 제어하기 위한 스마트 글러브(고감도의 소형 유연 압력 센서를 각 손가락 관절 마디에 부착하여 제작된 글러브), 마이크로 컨트롤러 및 저전력 블루투스를 포함한 무전원 무선 손동작 인식 시스템을 제작했으며, 손의 움직임을 스마트폰을 이용해 음성 및 텍스트로 변환하는데 성공했다.

제작된 센서는 5 MΩ의 부하저항에서 781.25 μW의 최대 전력, 0.77 VkPa-1의 민감도, 10만번 이상의 반복테스트에서 균일한 성능을 보일 정도로 안정성을 보였다. 또한 유연 압력 센서를 이용해 제작된 스마트 글러브의 데이터를 저전력 블루투스를 통해 스마트폰으로 전송해 음성 및 텍스트로 변환하는데 성공했다.

이번 연구는 산업통상자원부의 산업기술혁신사업과 과학기술정보통신부의 바이오·의료 기술개발사업 및 광운대의 교내연구비 지원으로 수행됐다. 연구 결과는 세계 최고의 에너지 연구 전문저널인 ELSEVIER 출판의 Nano Energy(IF: 16.602)에 게재됐다.

인체구조 모방을 통한 마찰전기 기반 고감도 유연 압력 센서와 무선 수화 통역을 위한 스마트 글러브 시연 개략도
인체구조 모방을 통한 마찰전기 기반 고감도 유연 압력 센서와 무선 수화 통역을 위한 스마트 글러브 시연 개략도

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