주요 연구성과
NEW 박성준 교수팀, 실시간으로 손가락 동작 인식 가능한 전자피부 개발
- 2023-10-19
- 792
우리 대학 연구진이 초박막 형태의 유기 광반응 센싱 소자와 뇌모방 인공 시냅스 소자를 초박막 기판 위에 결합해 손가락 동작 인식이 가능한 전자피부를 개발하는 데 성공했다.
아주대 전자공학과·지능형반도체공학과 박성준 교수 연구팀은 고려대 KU-KIST융합대학원·융합에너지공학과 왕건욱 교수 연구팀과 공동으로 높은 정확도와 내구성, 안정성을 갖는 전자피부를 개발했다고 밝혔다. 1마이크론(머리카락 두께의 1/100) 수준의 초박막 기판 위에 구현된 이 전자피부는 반복적인 기계적 변형에도 안정적으로 피부 표면에 밀착이 가능하다.
이번 연구는 ‘피부 적합 전자소자를 활용한 실시간 손가락 동작 인식(Real-time finger motion recognition using skin-conformable electronics)’이라는 논문으로 유연 전자 소자 분야 저명 저널인 <네이쳐 일렉트로닉스(Nature Electronics)>에 8월 온라인 게재됐다.
우리 학교 석박사 통합과정의 이인호 학생(지능형반도체공학과)과 고려대 KU-KIST 융합대학원 석박통합과정 조해인 학생, 고려대 장진곤 박사가 공동 제1저자로 참여했다.
사물 인터넷(IoT)과 첨단 센싱 및 인공 지능 기술의 결합으로, 인체의 자연스러운 움직임을 실시간으로 파악하고 인지하며 해석하는 일이 가능해졌다. 이러한 기술은 메타버스를 비롯한 가상 현실과 생체 신호 진단 등의 영역에 적용되고 있다.
인체의 움직임 중에서도 특히 손가락 동작에 대한 해석이 학계의 관심을 받아왔다. 손가락은 신체를 활용한 움직임 중 가장 표현의 자유도가 높고 직관적인 비언어적인 표현을 전달할 수 있어서다. 그러나 기존의 방식은 크고 고정된 센싱 장비가 필요하거나 신호 인식 처리를 위한 알고리즘이 복잡해 일상적인 적용이 어렵다는 한계가 있었다.
공동 연구팀이 개발한 전자피부 형태의 모션인식 플랫폼은 초박막의 저전력 고효율 신호처리에 특화된 인공 시냅스 어레이 소자와 고효율 유기 포토다이오드를 결합한 방식으로 제작됐다. 이에 손가락 움직임을 광신호에서 전기적 신호로 변환하고, 신호 패턴의 학습을 통해 높은 정확도로 이를 인지한다.
박성준 교수는 “이번에 개발한 전자피부는 반복적 기계적 변형이 발생해도 안정적으로 피부 표면에 밀착할 수 있다”며 “새 플랫폼을 통해 최대 95%에 해당하는 인식 정확도를 확인, 실용화 가능성을 확인했다”고 설명했다.
왼쪽부터 이인호(아주대, 공동 제1저자), 박성준 교수(아주대, 공동 교신저자), 조해인(고려대, 제1저자), 장진곤 연구교수(고려대, 공동 제1저자), 왕건욱 교수(고려대, 공동 교신저자)
* 위 사진 설명 : (a)유기 광반응 소자–인공 시냅스 소자를 활용한 손가락 동작 인식 플랫폼의 빛이 있는 3차원 공간에서의 인식 과정 모식도 (b)손가락 피부 표면에 부착된 초박형 인공 시냅스 어레이 소자 장치 실제 사진 (c) 모형 손가락 위에 부착된 초박형 인공 시냅스 어레이 소자 LTP/LTD 특성