기계공학과 최동휘 교수 연구팀, 차세대 센서 기술 개발
최동휘 교수에게서 석사 및 박사 학위 취득한 라윤상 교수와 공동연구 진행

기계공학과 최동휘 교수 연구팀이 전남대학교 기계공학부 라윤상 교수와 공동연구를 진행해, 한 번의 코팅 공정만으로 터치 위치를 정확히 인식할 수 있는 새로운 자가발전 촉각 센서 기술을 개발했다.

복잡한 공정 없이 한 번의 코팅으로 단순화

개발한 기술은 복잡한 구조나 다수의 센서 배열 없이도 넓은 면적에서 터치 위치를 별도의 외부 전원 없이 정확하게 파악할 수 있어, 대형 디스플레이, 플렉시블 패널, 웨어러블 인터페이스, 휴머노이드 로봇 등 산업적 측면에서 다용도로 활용될 전망이다. 연구 결과는 세계적 학술지 『SusMat(IF=21.3)』에 12월 온라인 게재됐다.

연구팀은 고무처럼 유연한 고분자 소재에 탄소 입자를 섞어 별도의 복잡한 공정 없이 단 한 번의 코팅으로 촉각 센서를 제작했다. 이 과정에서 탄소 입자는 자연스럽게 아래로 가라앉는다. 이에 따라 하나의 필름 안에서 상층부는 탄소 농도가 낮게, 하층부는 탄소 농도가 높은 구조가 형성됐다.

최동휘 교수팀 연구의 핵심은 '복잡함의 단순화'다. 연구팀은 고가의 장비나 복잡한 적층 공정 대신, 자연스러운 '중력 침전 현상'을 이용해 단 한 번의 코팅으로 자가발전 센서를 완성했다. 최동휘 교수는 “창의적인 아이디어가 공정 비용을 획기적으로 줄이고 상용화 가능성을 높이는지 보여주는 사례”라고 평가했다.

“경희에서 쌓은 역량이 임용으로 이어져”

최동휘 교수는 “이번 기술은 공정 단순화와 확장성 측면에서 강점을 지닌다. 촉각 센서 전체가 연속적인 감지 영역으로 작동해 기존과 다르게 버려지는 공간이 없고, 구부리거나 늘려도 성능이 유지돼 실제 산업에 활용될 가능성이 매우 높다”며 연구 의의를 설명했다.

이번 연구는 단순한 하드웨어 개발에 그치지 않았다. 연구팀은 개발된 센서에 딥러닝(Deep Learning) 기술을 접목하여 터치 인식 정확도를 98% 이상으로 끌어올렸으며, 이를 이용해 가상현실(VR) 속 피아노를 연주하거나 로봇 팔을 정교하게 제어하는 데 성공했다. 기계공학을 토대로 AI와 메타버스까지 아우르는 융합 연구의 가능성을 제시했다는 점에서 주목받고 있다.

연구를 공동으로 진행한 라윤상 교수는 최동휘 교수와 오랜 인연을 이어왔다. 그는 경희대 기계공학과를 졸업한 이후 최동휘 교수 연구실에서 석사 및 박사 학위를 취득했다. 라윤상 교수는 “연구실에서 쌓은 역량과 경험이 임용이라는 좋은 성과로 이어졌다. 많은 가르침을 주신 지도교수님인 최동휘 교수님께 감사드린다. 대학원은 기회의 장이다. 충분한 역량을 쌓고 부딪혀보길 바란다. 앞으로도 인연의 끈을 놓지 않고 함께 연구하며 성장하겠다”고 말했다.

최동휘 교수는 제자를 동등한 연구 파트너로 존중하며 교류를 이어왔다. 꾸준한 신뢰가 세계적 학술지 게재라는 결실로 이어졌다. 경희에서 성장한 인재가 모교의 연구 역량 강화에 일조하는 선순환 체계를 구축한 최 교수는 “학부생 시절부터 봤던 인연이 어느새 학계의 동료로 자리매김했다. 연구실의 자랑이며, 많은 제자가 각자의 자리에서 성장할 수 있도록 최선을 다해 지원할 것”이라고 다짐했다. 이번 연구는 산업통상자원부, 한국에너지기술평가원의 에너지인력양성사업 및 과학기술정보통신부의 한우물파기 기초연구사업의 지원을 받아 수행됐다.