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국립 싱가포르 대학교(NUS, National University of Singapore) 공학부 과학자 연구팀이 작고 얇으며 매우 플렉시블하고 내구성이 있으며 착용 가능한 액체에 기반을 둔 미세유체 촉각센서 개발에 성공했다. 생산하기에 간단하고 비용효과적인 이 우수한 장치는 소프트한 로봇, 소비자용 웨어러블 전자장치, 스마트 의료 보철장치 그리고 실시간 헬스케어 모니터링 장치와 같은 분야에 매우 적절하다. 

촉각 센서는 육체적인 상호작용에서 발생하는 다양한 특성을 검지하고 측정하며 상호연결된 지능형 시스템에 의해 분석되는데 필요한 정보를 변환시키는 기능을 한다. 오늘날 이용가능한 기존의 촉각 센서는 전형적으로 뻣뻣하고 고체 상태의 형태여서, 사용될 때 다양한 자연스러운 인체의 움직임을 제한하고 압력이 가해지면 플라스틱의 변형과 고장이 발생하게 되어 유사성, 내구성 그리고 전체적인 견고성에 대한 타협이 필요하다. 

기존의 촉각 센서의 한계를 극복하기 위해, 이 대학교 바이오의학 공학과 림 츠위 텍(Lim Chwee Teck) 교수가 지도하는 연구팀은 이러한 센서의 디자인에서 액체에 기반을 둔 압력 센싱방식을 도입함으로써 상당한 기술적 발전을 이루어 내었다. 

우수한 액체에 기반을 둔 압력 센싱 엘리멘트 
새롭게 개발된 미세유체 촉각 센서는 실리콘 고무와 같은 플렉시블한 기질 상에 제작되었고, 힘 때문에 발생하는 변화를 인식하는 압력 센싱 엘리멘트로서 산화 그라핀과 같은 액체 형태의 비파괴적이고 비독성의 2차원 나노물질 서스펜션을 사용한다. 

이 대학교 연구팀은 혹독한 시험을 통해 이 장치를 시험했고 이 시스템의 강인성과 기능성을 평가하기 위해 압축, 굽힘 또는 인장과 같은 다양한 격렬한 변형을 주었다. 실제로, 그 위로 자동차 타이어를 주행시키는 것과 같은 극도로 혹독한 기계적인 힘에 이 장치를 두었음에도, 전기적인 출력은 매우 일정했고 장치의 기능성에는 변화가 없었다. 

아이디어에서 상품으로 
연구팀의 발명품은 촉각 센서 분야로 발전 중인데, 이 분야는 사람의 피부와 접촉하거나 사람의 움직임이 매우 다양한 곳에서와 같은 바이오의학적 분야에서 아주 중요한 파라미터를 모니터링하는데 이용되는 정도가 이미 급격히 높아지는 곳이다. 

"이러한 종류로서는 세계 최초인 이 액체에 기반을 둔 미세유체 촉각 센서는 시장에서 발생하는 추가 수요를 해결할 것이다. 더 얇고 플렉시블해지면, 이 센서는 자연스러운 인체의 움직임을 모니터링할 때 매우 좋을 것이다. 이것이 가진 작은 크기, 내구성 그리고 제작의 용이성은 기존의 촉각 센서와 우리가 개발한 장치 간의 차이를 확연히 보이게 될 것이다. 헬스케어 및 바이오의학 기술 분야 그리고 소비자용 전자장치 분야의 급속한 발전으로, 우리는 개발품이 상업화하는데 대한 새로운 가능성에 대해 매우 긍정적"이라고 림(Lim) 교수는 말했다. 

이 대학교 연구팀은 이미 장치에 대한 특허를 제출했고 상업적 개발을 위한 라이센싱 파트너십을 찾는 중이다. 올해 초, 그들은 아시아의 혁신기술을 세계에 선보이고 관련기술을 시장에 이전하는 것을 목적으로 하는 [NUS Enterprise]가 조직한 아시아 프리미어 기술이전 박람회인 이노페스트 언바운드(InnovFest unBound)에 참가한 바 있다. 

KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 2015-09-28






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