KAIST 연구팀, 물방울·굽힘에도 오작동 없는 압력센서 개발

(대전ㆍ충남=뉴스1) 양상인 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 윤준보 교수 연구팀이 물이 묻은 환경에서도 오작동 없이 안정적으로 압력을 감지할 수 있는 나노 갭 압력 센서를 개발했다고 10일 밝혔다.

스마트폰·로봇·웨어러블 기기 등에 널리 사용되는 정전용량 압력 센서는 물방울이나 전자기 간섭, 굴곡 등 외부 간섭에 오작동하는 문제가 있다.

연구팀은 정전용량 센서의 가장자리인 프린지 필드가 외부 간섭에 취약하다는 점에 착안해 이를 억제하는 기술을 개발했다.

프린지 필드는 전극 가장자리에서 발생하는 전기장으로, 외부 간섭에 취약해 압력 센서의 오작동을 유발하는 주요 요인 중 하나로 꼽힌다.

연구팀은 '프린지 필드의 전극 간격을 나노미터 수준으로 좁히면 오작동을 줄일 수 있다는 사실을 확인했다.

연구팀은 독자적인 마이크로·나노 공정 기술을 적용, 900나노미터 간격을 갖는 나노 갭 압력 센서를 개발했다.

나노 갭 압력 센서가 물이나 전자기 간섭 등 환경적 요소에 영향 없이 오직 압력만 정확히 감지하고 굽힘이나 외부 충격에도 성능이 저하되지 않는 것을 확인했다.

나아가 나노 갭 센서를 이용, 인간 피부의 압력 수용기인 메르켈 원반을 모방한 인공 촉각 시스템과 포스 터치 패드를 제작해 높은 해상도로 압력 크기와 분포를 측정하는데 성공했다.

윤 교수는 “나노 갭 센서는 비를 맞거나 땀을 흘려도 안정적으로 동작한다”며 “이번 연구가 로봇 촉각 센서, 의료용 웨어러블, AR·VR 인터페이스 등 다양한 분야에 혁신을 가져올 것으로 기대한다”고 말했다.

ysaint8609@news1.kr