[파이낸셜데일리 이정수 기자] 누르거나 잡아당기는 자극의 세기에 따라 방출되는 빛의 밝기가 민감하게 변하는 전자피부 기술이 개발됐다.

과학기술정보통신부는 누르거나 당기는 등 힘의 변화를 빛의 미세변화로 응답하는 '스마트 발광형 전자피부'가 개발됐다고 2일 밝혔다.

이번 기술의 논문 저자는 교신저자 서강대 강문성 교수, 교신저자 한양대 김도환 교수, 제1저자 서강대학교 이종익 연구원, 제1저자 한양대학교 최한빈 연구원 등 4명이며 재료과학 분야 국제학술지 '어드밴스드 머터리얼스'의 온라인판에 이날 0시 게재됐다.

누르거나 잡아당기는 사용자의 입력에 반응해 실시간으로 눈으로 보이는 피드백을 제공하는 스마트 촉각인터페이스 기술은 유연한 터치스크린, 버튼 없는 디스플레이 등 차세대 사용자 친화적 실감형 기술 등에 유용하게 응용될 수 있다.

하지만 기존에는 사용자의 입력을 받아들이는 힘 센서와 별도로 디스플레이 장치가 각각 필요하며, 이를 낮은 전력을 이용해 구동하는 데 한계가 있었다. 또 저전력 구동이 가능한 시스템의 경우에도 힘의 유무에 따른 정도만 구분할 뿐, 힘의 변화를 민감하게 포착해 이에 상응하는 시각적 피드백을 제공하는 데에는 어려움이 있었다.

이에 연구팀은 바닷물의 흐름이 만드는 자극 등에 반응해 발광세기가 달라지는 해양 플랑크톤에 착안해 신축성 있는 고분자 소재에 전기화학적 발광소재를 적용한 전자피부를 설계했다.

누르는 힘의 세기에 따라 소재에 포함된 이온의 분포 변화를 바탕으로 빛의 휘도(단위면적당 빛의 세기)가 달라지는 원리를 이용한 것이다. 

이를 통해 개별적으로 구성된 감압장치와 발광장치, 그리고 이들을 연결하는 복잡한 회로 없이도 가해진 자극의 위치와 세기를 실시간 빛의 변화로 응답하는 얇은 필름 형태의 발광소재를 구현해 냈다. 

이렇게 만들어진 전자피부는 사람의 손으로 만들어내는 다양한 범위의 압력(0~60kPa)을 다른 휘도의 빛으로 발광할 수 있다.

또한 개발된 전자피부의 빛의 휘도는 늘리는 자극에 비례해 증가해 더욱 주목을 받고 있다 . 이는 기존 보고된 일반적인 전자피부의 시각적인 피드백과 다른 경향으로, 늘리는 자극의 세기를 쉽게 구분하는 데 유리하다.

김도환 한양대 교수는 "지금까지의 전자피부 분야에서 연구되지 않은 힘의 변화에 따른 발광층 내 이온 분포를 제어한 새로운 구동 방식을 제시한 데 큰 의미가 있다"며 "유연한 터치스크린, 버튼 없는 디스플레이 등 사용자 친화적 실감형 기술로의 발전가능성을 토대로, 사물인터넷(IoT) 시대 사용자와 사물 간 시각적 촉각인터페이스 분야로의 응용이 기대된다"고 말했다.