지문이 새겨진 휴머노이드가 등장할 날이 머지 않았다.
전자피부에 사람처럼 지문을 새길 수 있는 기술이 국내에서 개발됐기 때문이다. 쌍둥이조차 지문이 다를 정도로 사람 지문이 같은 확률은 640억분의 1로 희박한데, 이 인공지문은 사람 지문이 같은 확률보다 10³²배 더 낮다고 한다.
울산과학기술원(UNIST) 화학과 심교승 교수팀은 사람 지문보다 더 고유한 주름 패턴이 새겨진 손가락 전자피부를 개발했다고 14일 밝혔다. 피지컬 인공지능(AI) 로봇에 전자피부를 이식해 고유식별이 가능한 지문을 부여하는 시대가 열릴 전망이다.
전자피부는 감각을 느끼는 센서 등을 내장해야 하고 피부의 유연함도 구현해야 하기에 딱딱한 무기물 대신 유연한 유기물이 더 적합하다. 특히 손가락 전자피부는 물체를 구분할 수 있는 능력 또한 갖춰야 해 전자피부의 기능에 충실하면서도 지문처럼 고유패턴까지 갖춘 피부를 만들어내기 힘들었다.
심교승 교수팀은 유연 고분자(SEBS) 전자피부에 무작위 주름패턴을 쉽게 새길 수 있는 제작기술을 개발했다. 유연 고분자를 화학처리해 피부를 1차로 제작한 뒤, 여기에 톨루엔 용매를 떨어뜨리고 고속 회전시키기만 하면 피부표면에 무작위 주름이 생긴다. 톨루엔 용매로 부풀었던 피부표면이 용매가 증발하면 쪼글쪼글하게 수축하는 원리다.
이 인공지문이 똑같은 모양으로 다시 생성될 확률은 1mm² 기준으로 10⁻⁴³에 불과하다. 사람 지문이 같은 확률보다 10³²배 더 낮은 수치이며, 이를 사람 지문 크기로 확장하면, 같은 패턴이 생길 확률은 사실상 0에 수렴한다. 또 물리적 충격, 열, 습도에도 강해 지문 형태를 오래 유지할 수 있다.
개발된 전자피부를 로봇 손에 이식하면 사람처럼 사물을 잡고, 표면의 질감을 인식하거나, 살아있는 생명체를 구분하는 일도 가능해진다. 연구팀은 온도센서가 내장된 전자피부를 부착한 로봇이 사람처럼 뜨거운 물체가 가까이 오면 피하는 물리적 상호작용도 시연했다.
심교승 교수는 "간단한 공정을 활용하면서도 동일한 패턴이 생성될 확률이 실제 지문보다도 낮아, 개인용 전자피부, 전주기 관리형 소프트 로봇, 차세대 휴먼기계 인터페이스 등 보안과 고유식별이 중요한 미래기술에 폭넓게 적용될 수 있을 것"이라고 했다.
울산과학기술원 기초과학연구소, 과학기술정보통신부 한국연구재단 신진연구자 지원사업의 지원을 받아 수행된 이번 연구는 유니스트 화학과의 이주영, 박해찬 연구원이 제1저자로 참여했으며, 미국 휴스턴대학교 바이오메디컬공학과 정웨이 리(Zhengwei Li) 교수팀과 함께했다.
이번 연구결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications) 3월 5일자에 게재됐다.
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