Soft tactile sensor의 응용처

기존의 tactile sensor는 딱딱한 기판을 사용하여 응용처가 제한되어 있었다면, soft tactile sensor는 유연하게 휠 수 있는 강점을 갖고 있어 다양한 분야에 폭넓게 응용이 되고 있다.

많은 soft tactile sensor의 응용처 중에 몇 분야를 선택해서 나타내면 다음과 같다.

• 터치 스크린
• 의료 기기
• 산업계
• 로봇 관련 분야

1) 터치 스크린

기계와 사람 사이의 상호 의사 소통의 가장 원초적이며 성공적인 사례 중 하나가 터치스크린일 것이다. 터치 스크린은 현재 단계에서 기술적 진보로나, 상업화 측면이나 많은 부분이 달성된 상태이다. 하지만 현재 단계에서 대부분의 터치스크린의 응용은 딱딱한 평판 상태에서 이루어져 왔다.

기존의 딱딱한 기판에서 벗어나, soft tactile sensor 기술을 접목시켜 유연하게 휠 수 있는 flexible touch screen이 하나의 중요한 기술로 떠오르고 있다. 이 기술의 발전은 추후 wearable electronics에도 접목이 되면서 삶의 모습을 크게 변화시킬 것으로 예상된다.

2) 의료 기기

현대에 들어 의료 기기의 발전은 수술실의 모습을 상당수 변화시키고 있다. 이 가운데 압력의 분포를 알아낼 수 있는 tactile sensor의 응용처는 매우 다양하다. 아래는 다양한 응용처 중 일부를 적어놓았다.

• Minimal invasive surgery
• Management of diabetic foot
• Gait analysis
• Orthotic assessment
• Optization of the seating and positioning of the neurologically compromised people
• Prosthesis and brace fitting
• Orthopaedic joint research
• Dental Prosthesis

특히 의료 로봇으로 최소 침습 수술의 경우, 실제 의료 도구가 어느 정도의 세기로 반력을 받는 지와 같은 haptic sensing 능력이 현재 부족하다. 따라서 이와 관련된 연구가 많이 진행되고 있으며, 특히 sensing 능력을 구현해주기 위해 soft tactile sensor가 하나의 답으로 생각되어지고 있다.

Gait 분석은 사람의 걸음 걸이를 분석해서 의도치 않은 토크나 압력에 의한 증상 등을 확인하는 데 사용되고 있다. 이 때에도 soft tactile sensor가 응용이 되어 wearable sensor나 portable platform으로 이용하려는 연구가 진행되고 있다.

3) 산업계

일반적인 산업계에서도 tactile sensor의 요구가 많다. 인간공학적 디자인을 적용할 경우나, 역학적 설계 시 힘의 분포 등을 알기 위해서는 힘의 분포를 알아야 하며 tactile sensor가 많이 이용이 된다.

예를 들어 자동차 업계에서 tactile sensor가 필요한 부분은 다음과 같다

• Dynamic pressure 분포 측정을 통한 brakepad의 설계
• Hinge와 latches에 걸리는 하중을 통한 차문 설치 시의 평가
• Windshield wiper의 blade에 걸리는 하중을 통한 wiper의 설계
• 하중 분포 확인을 통한 tire tread의 설계
• 차량용 의자의 설계

4) 로봇 관련 분야

로봇과 사람 사이의 상호연결(HRI)에서 큰 주제 중 하나가 촉각을 구현하는 것이다. 결국 로봇에 tactile sensor를 설치하고 이를 통해 사람에게 haptic interface로 전달을 해야한다. 또한 로봇이 인간에 가까워지기 위해서는 딱딱한 부품이 아닌 사람의 피부와 같이 유연한 재질로 제작이 되어야하며, 이에 soft tactile sensor 기술이 적용되고 있다.

출처

[1] P. Girao et al., 2013, "Tactile sensors for robotic applications", Measurement, 46, 1257-1271