한국과학기술원(KAIST·총장 이광형) 기계공학과 생체기계연구실(지도교수 김정) 정화영, 풍 제유 박사과정이 2022년 IEEE 국제 로봇자동화 저널(RA-L) 최우수 논문상을 수상했다.
최우수 논문상은 6월 1일 영국, 런던에서 주최된 국제 로봇자동화학회(ICRA 2023)에서 수여됐다. ICRA는 매년 개최되는 세계 최대 규모 로봇 학회며, RA-L은 최고 수준 국제 로봇 학회들과 연계해 엄선된 논문을 출판하는 저널이다.
김정 교수팀 논문은 2022년 한해간 RA-L에 출간된 1100개 이상 논문 중 편집자 위원회에서 선정된 최우수 논문 5개 중 한 편으로 선정됐다. 상패와 함께 상금이 수여된다.
근전도 센서는 인간 근육 활성도를 측정하는 수단으로 인간-기계 상호작용을 위한 착용형 시스템에 널리 사용되고 있다. 초기에는 근육 진단과 평가를 위해 의료계나 연구계서 국한된 환경에서만 사용돼왔으나 건강 모니터링이나 의수, 의족 등 더욱 일반적인 분야로 사용이 확장되고 있다.
장시간 활용을 위해서는 사람이 착용하고 일상생활에 불편함이 없으면서도 일상에서의 움직임이나 변화가 신호에 영향을 주지 않는 센서 개발이 필요하다.
연구팀은 땀을 흡수하면서 착용자에게 불편함을 최소화한 천 기반 대면적 센서를 착용자 맞춤형으로 디자인해 제작할 수 있는 방법을 제시했다. 또 센서 디자인부터 실사용자 의도를 인식해내는 방법까지 전체적인 솔루션을 제공했다.
이번 연구에서는 컴퓨터 기반 천 디자인 패턴을 레이저 커팅하는 방식으로 사용자 맞춤형으로 쉽게 디자인을 변경하고 제작해낼 수 있도록 했다. 레이저 세기를 조절해 잘라내는 깊이를 다르게 하고 원하는 패턴 형성을 가능케 했다.
또 전극 부분에 전도성 다공체를 활용함으로써, 전도성을 띠는 땀을 흡수하여 전해액으로 활용할 수 있도록 해 땀이 발생하더라도 센서 성능 및 동작 분류 정확도에 변화가 거의 없도록 했다.
착용자에게 센서로 생기는 부담은 최소화하면서도, 의수와 의족은 더욱 자연스러운 움직임을 가능케 했다.
김 교수는 “서비스 로봇을 위한 웨어러블 센서는 부착 부위의 형상에 맞게 가공하는 것이 산업화의 마지막 고비로, 학생 연구원들이 좋은 아이디어를 내 세계적으로 인정받는 좋은 결과를 냈다”고 밝혔다.
한편, 이번 연구는 정부(과학기술정보통신부)의 지원으로 한국 연구재단-휴먼플러스융합연구개발 챌린지 사업 지원을 받아 수행됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
