KPI뉴스 - "이미지 하나로 필적 감정"…UNIST, 세계 첫 광학 촉각센서 개발

  • 맑음고창군33.8℃
  • 구름많음세종31.3℃
  • 맑음대구35.4℃
  • 맑음장수30.5℃
  • 구름많음서울30.8℃
  • 구름많음청주33.2℃
  • 맑음영천35.7℃
  • 맑음흑산도33.0℃
  • 맑음울산33.9℃
  • 맑음고창33.3℃
  • 흐림태백29.8℃
  • 구름많음원주33.2℃
  • 맑음완도33.7℃
  • 흐림북강릉29.5℃
  • 구름많음추풍령31.0℃
  • 맑음진도군31.2℃
  • 맑음의령군36.4℃
  • 구름많음보령31.7℃
  • 흐림문경31.6℃
  • 맑음북창원36.1℃
  • 맑음고산30.5℃
  • 구름많음안동32.9℃
  • 맑음함양군34.0℃
  • 구름많음천안31.4℃
  • 구름많음이천32.1℃
  • 맑음영광군33.3℃
  • 맑음양산시36.3℃
  • 구름많음부여32.4℃
  • 맑음진주34.1℃
  • 맑음부산32.6℃
  • 맑음합천36.2℃
  • 맑음구미36.2℃
  • 흐림강릉30.9℃
  • 구름많음거창34.3℃
  • 구름많음백령도27.0℃
  • 맑음경주시37.6℃
  • 구름많음순창군33.7℃
  • 맑음광양시35.0℃
  • 구름많음인천29.9℃
  • 구름많음보은31.3℃
  • 구름많음충주32.5℃
  • 흐림철원28.8℃
  • 흐림춘천30.0℃
  • 흐림영주31.2℃
  • 구름많음수원31.1℃
  • 맑음순천34.0℃
  • 맑음산청35.2℃
  • 맑음부안32.9℃
  • 비북춘천29.9℃
  • 구름많음울릉도29.8℃
  • 구름많음금산33.3℃
  • 맑음남원34.1℃
  • 구름많음홍천31.7℃
  • 맑음목포32.2℃
  • 구름많음양평31.2℃
  • 맑음성산31.5℃
  • 흐림정선군32.1℃
  • 맑음제주32.6℃
  • 흐림인제29.4℃
  • 구름많음서청주31.4℃
  • 구름많음상주32.9℃
  • 구름많음동두천30.5℃
  • 맑음정읍34.7℃
  • 구름많음제천30.4℃
  • 맑음창원35.4℃
  • 맑음청송군34.3℃
  • 구름많음홍성31.2℃
  • 구름많음영월32.3℃
  • 맑음강진군33.8℃
  • 흐림대관령26.5℃
  • 맑음울진28.3℃
  • 맑음보성군34.0℃
  • 구름많음서산29.7℃
  • 흐림속초27.5℃
  • 맑음밀양36.5℃
  • 구름많음동해30.8℃
  • 맑음전주34.5℃
  • 맑음의성34.8℃
  • 맑음거제31.4℃
  • 구름많음봉화30.3℃
  • 맑음해남31.9℃
  • 맑음고흥34.3℃
  • 맑음남해33.3℃
  • 맑음임실32.4℃
  • 맑음장흥34.2℃
  • 맑음통영31.9℃
  • 맑음서귀포31.9℃
  • 맑음여수31.5℃
  • 맑음군산31.6℃
  • 맑음북부산32.8℃
  • 구름많음포항32.6℃
  • 구름많음강화28.5℃
  • 맑음영덕35.8℃
  • 맑음김해시34.5℃
  • 구름많음대전32.7℃
  • 맑음광주33.1℃
  • 구름많음파주29.2℃

"이미지 하나로 필적 감정"…UNIST, 세계 첫 광학 촉각센서 개발

최재호 기자
기사승인 : 2024-09-30 09:26:03
기존 센서와 달리 동적 힘까지 분석 기술 구현…국제학술지 게재

차세대 생체 인식 기술로 주목받는 광학 촉각 센서가 울산과학기술원 연구팀에 의해 개발됐다. 기존 광학 센서의 한계를 넘어 단일 이미지로 동적 힘까지 분석할 수 있어 필적 감정, 표면 분석, 위조 방지 등 다양한 분야에 적용될 가능성이 크다는 게 연구팀의 설명이다.

 

▲ 왼쪽부터 이지석 교수, 백다혜·류채영 연구원, 김동혁·고현협 교수, (윗줄) 손창일·김진영·박서정 연구원 [울산과학기술원 제공]

 

UNIST는 에너지화학공학과 이지석·고현협·김동혁 교수와 서울대 김정욱 교수 공동 연구팀이 움직이는 터치 신호를 실시간으로 분석할 수 있는 광학 촉각 센서를 개발했다고 30일 밝혔다.


기존 센서는 정적인 힘만을 측정할 수 있었으나, 연구팀은 정적인 힘과 동적인 힘을 분리해 분석할 수 있는 기술을 구현했다. 특히 필적 감정 분야에서 필기 속도와 압력 변화를 가시적으로 표현하고 기계학습 분석을 통해 개인을 식별할 수 있는 새로운 가능성을 열었다.

이 기술의 핵심은 상향 변환 나노 입자에 있다. 이를 활용해 높은 해상도로 동적 힘을 측정할 수 있고, 근적외선을 흡수하여 외부에서 가해지는 힘을 정확하게 감지한다.

연구팀은 기계학습 기술을 적용해 센서가 수집한 데이터를 더욱 정밀하게 분석했다. 기계학습 알고리즘을 통해 동적 터치 신호에서 수직압력과 마찰 전단력을 분리하고, 힘의 방향까지 정확히 파악했다. 유한요소해석(FEA)으로 센서 내 힘 전달 경로와 신호 변화의 타당성도 검증했다.

센서 구조는 사람 피부의 감각을 모방해 힘을 증폭시켰다. 단일 광학 이미지로 수직 압력과 마찰 전단력을 동시에 구분할 수 있다. 물체를 살짝 눌렀을 때 발생하는 0.05N의 미세한 힘도 감지할 수 있고, 9.12ms의 빠른 응답 속도를 보였다.

개발된 센서는 필기뿐만 아니라 지문 인식, 점자 인식 등 여러 분야에 응용할 수 있다. 실제로 연구팀은 이 센서를 활용해 점자를 음성으로 변환하는 시스템에 적용했고, 동적 생체 인식 시스템과 위조 방지 애플리케이션을 선보였다.

이지석 교수는 "피부의 감각기관 구조를 모방해 정적 압력과 동적 마찰력을 동시에 가시화하고, 기계학습을 통해 두 힘을 분리해 실시간으로 분석한 최초의 연구"라며 "상향 변환 나노 입자는 기존 소재보다 저렴하고, 노이즈가 적어 신호가 명확하다"고 강조했다.

제1저자 손창일 연구원은 "이 간단한 센서 구조로도 향후 고감도 필적 감지 등 동적 압력 정량화 센서로 활용될 가능성이 높다"고 말했다. 공동1저자 류채영 연구원은 "로봇에 응용 가능한 인공지능 학습 기반 센서 개발에 도움이 될 것"이라며 기대감을 표했다.

연구 결과는 세계적 학술지 Nature communications에 9월 12일자로 공개됐다. 연구는 삼성미래기술육성사업과 한국연구재단의 지원으로 이뤄졌다.

 

KPI뉴스 / 최재호 기자 choijh1992@kpinews.kr 

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]