전통적인 전자장치를 사용해서, 인공 손 둘레를 감싸고 접촉과 온기를 느끼는 인공 피부가 개발되었다. 이 유연한 감지기 배열은 쥐 모형에서 시연되었는데, 여기서 신호들이 뇌로 전송되어 감지되었다.
그림. 인공 피부가 다양한 자극을 감지했고 전통적인 전자장치들을 기반으로 한다.
많은 로봇들과 인공 팔다리들이 만들어졌지만, 그것들의 피부는 그들의 환경을 감지할 수 없다. 이 새로운 늘어날 수 있는 인공 피부는 습기 감지기와 가열기, 신경 자극을 위한 늘어날 수 있는 다수의 전극 배열들뿐만 아니라, 압박과 압력, 온도를 위한 초박 단일 결정 규소 나노리본(silicon nanoribbon) 감지기들을 갖추고 있다. 그 피부는 인공팔에서 그 위치에 맞게 늘어난다.
이 그룹은 그들의 디자인이 변하는 환경에서 인식 능력을 크게 늘릴 수 있다고 말했다. 늘어날 수 있는 습도 감지기와 가열하는 구성 요소들의 조합은 피부 습기와 체온의 감지를 가능하게 해준다. 전기적인 자극을 인공 피부로부터 몸으로 보내서 초박 다전극 배열을 통해서 말단 신경을 자극할 수 있다. "대단히 중요한 목표는 늘어날 수 있는 감지기들의 배열이 외부 환경에 대한 정보를 얻어서 궁극적으로 이 장치들을 말단 신경과 접속시켜서 뇌에 신호들을 보내는 것"이라고 연구 저자인 Roozbeh Ghaffari가 설명했다.
"우리는 그 시스템들을 매우 얇게 만들었고 그것은 매우 낮은 휨 강도를 가능하게 했는데, 이 덕분에 어떤 표면도 덮을 수 있고 늘어날 수 있다. 개별 감지기들 사이의 상호 연결시키기 위해서 기하학적 면에서 약간 일을 할 필요가 있다"고 그와 같은 기술을 기반으로 입을 수 있는 감지기들을 개발하는 회사인 MC10의 공동 창업자인 Ghaffari는 말했다.
"이것은 기술적 관점에서 환상적인 증명이다. 그것은 잘 알려진 시스템과 접근법들을 조합한 것이지만, 그들은 정말로 인상적으로 보이는 것을 만들어냈다"고 오스트리아 린츠(Linz)에 있는 요하네스-케플러대(Johannes-Kepler University)의 연성 물질 물리학자인 Siegfried Bauer가 말했다. "다른 그룹들이 비슷한 것들을 보였지만, 여기서 보여진 복잡성을 가지고 있지는 않았다"고 Bauer가 덧붙였다.
그는 미국 하버드대(Harvard University)에 있는 George Whitesides의 팀의 최근 논문을 언급했는데, 거기서 그들은?천연 피부처럼?이온들을 이용하여 자극을 감지하는 이온성 피부를 개발했다. "나는 이 접근법들 둘 다를 좋아한다"고 Bauer는 말했다. "그러나 우리는 어떤 것이 이기는지를 보아야 할 것이다. 이것은 전통적인 물질들에 의존하지만, 매우 잘 발전되었다"고 Bauer가 덧붙였다.
"그 저자들은 말단 신경계에 대한 접속의 추가적인 예와 함께, 피부를 위한 감지기와 작동기에서 많은 다른 유형의 물질들을 함께 통합하는 몇 가지 중요한 발전과 광범위한 증명을 보고했다"고 재료 과학자인 일리노이대(University of Illinois)의 John Rogers가 말했다. "그 연구는 초박의 규소를 기반으로 하는 상피 전자장치들에서 다양한 능력과 확장성을 강력하게 보여준다"고 Rogers가 덧붙였다.
Ghaffari는 선택적으로 신경을 자극하기 위해서 다른 이들이 노력하고 있다고 말했다. "특정한 자극을 정확히 알 수 있도록 말단 신경과 접속해서 개별 신경 섬유를 자극하는 것은 여전히 초보 단계에 있다. 이것을 하는 측면에서, 우리는 감지기 쪽에서 어떻게 해야 하는지를 보여주고 있다"고 그는 말했다.
REFERENCES J Kim et al, Nat. Commun., 2014, 5, 5747 (DOI: 10.1038/ncomms6747)
출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』
