김남영 교수(전자공학과) 연구팀 

인공지능 기반의 올 패브릭 바이오닉 전자피부 개발 성공

- JCR 2% Q1, IF: 15.153 과학전문지 Small Journal 게재 -

- 인공지능 기반의 올 패브릭 바이오닉 전자피부에 성공 -

본교 전자공학과 김남영교수가 이끄는 연구팀은 전자공학과 우문삼 박사과정(제1저자)과 함께 “인공지능 기반의 올 패브릭 바이오닉 전자피부” 개발에 성공했다.

바이오닉 전략을 통한 비상한 인식을 가진 전자 스킨(e-skin)을 개발하는 것은 로봇 스킨의 지성화에 지대한 의미가 있다. 여기서, 인공지능(AI) 동기화 전섬유 바이오닉(AFB) e-skin을 제안하는데, 여기서 전체적인 구조는 피부 내부 표피-피부 계면의 연동된 바이오닉에서 영감을 받은 반면, 유전체 층의 구조적 설계 영감은 침엽수의 가지-바늘 구조에서 비롯된다. 더 중요한 것은 AFB e-skin은 각각 프링과 전자 효과를 기반으로 근접 모드에서의 직관 감지와 압력 모드에서의 촉각 감지를 달성하고 COMSOL 유한 요소 분석을 통해 시뮬레이션 및 검증된다. 제안된 압력 모드에서의 AFB e-skin은 최대 감도 15.06kPa-1(<50kPa), 선형 감도 6.06kPa-1(50-200kPa), 빠른 응답/복구 시간 5.6ms(40kPa)를 나타낸다.

AFB e-스킨을 AI 알고리즘과 통합하고 유전율과 부드러움/경도에 기반한 소재 추론 메커니즘을 지원함으로써 하나의 근접-압력 사이클 내에서 표면이 구별되지 않는 9개의 소재를 인식할 수 있는 지능형 소재 인식 시스템을 구축하여 인간의 인식을 능가하는 능력을 입증한다

[인공지능 기반의 올 패브릭 바이오닉 전자피부에 대한 개략도]

이번 연구는 교육부에서 지원하는 한국연구재단(NRF) 중점연구소 지원사업과 과학기술정보통신부 (MIST, RS-2023-00302751)의 지원을 받았다. 연구결과는 Wiley에서 발간하는 국제 저명 논문지인 Small Journal (IF=15.153) “Intuition-and-Tactile Bimodal Sensing Based on Artificial-Intelligence-Motivated All-Fabric Bionic Electronic Skin for Intelligent Material Perception” 제목으로 실렸다.

(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202308127)