연구뉴스
[고승환 교수 연구팀] 온도와 압력을 동시에 감지하는 '멀티모달 인공피부' 개발
Author
최인형
Date
2026-05-11
Views
56
- 단일 초박형 센서에서 열·압력 자극을 동시에 감지하는 멀티모달 촉각 센서 구현
- 인터리빙 기반 신호 처리와 AI 결합으로 물체 인식 정확도 최대 95% 달성
- 피지컬 AI 구현을 위한 고해상도 촉각 인지 기술로 확장 가능성 입증
서울대학교 기계공학부 고승환 교수 연구팀이 사람의 피부처럼 온도와 압력을 동시에 감지할 수 있는 멀티모달 인공피부 기술을 개발했다. 본 연구는 하나의 초박형 센서에서 복합 자극을 빠르고 정밀하게 처리하는 새로운 촉각 플랫폼을 제시하며, 피지컬 AI 구현을 위한 핵심 기술로서 학술적·기술적 의의를 가진다.
▲ 그림 1. 멀티모달 인공감각 플랫폼의 원리 및 주요 특성
▲ 그림 2. 멀티모달 인공감각 플랫폼의 응용
a. 멀티모달 감각 플랫폼 모식도 b. 16개 물체에 대한 인지 정확도 c. 인공감각 멀티어레이 플랫폼
- 논문/저널명: Kyun Kyu Kim, Junhyuk Bang, Munju Kim, Juho Jeong, Inho Ha & Seung Hwan Ko, "Unisensory processing of interleaving memristive nanowires enabling multimodal sensing at human-scale resolution", Nature Materials, vol. 25, 2026
- DOI https://doi.org/10.1038/s41563-025-02373-w
- 관련기사: 베리타스알파, "로봇이 사람처럼 온도와 압력을 동시에 느낀다"
- 인터리빙 기반 신호 처리와 AI 결합으로 물체 인식 정확도 최대 95% 달성
- 피지컬 AI 구현을 위한 고해상도 촉각 인지 기술로 확장 가능성 입증
서울대학교 기계공학부 고승환 교수 연구팀이 사람의 피부처럼 온도와 압력을 동시에 감지할 수 있는 멀티모달 인공피부 기술을 개발했다. 본 연구는 하나의 초박형 센서에서 복합 자극을 빠르고 정밀하게 처리하는 새로운 촉각 플랫폼을 제시하며, 피지컬 AI 구현을 위한 핵심 기술로서 학술적·기술적 의의를 가진다.
▲ 그림 1. 멀티모달 인공감각 플랫폼의 원리 및 주요 특성
▲ 그림 2. 멀티모달 인공감각 플랫폼의 응용a. 멀티모달 감각 플랫폼 모식도 b. 16개 물체에 대한 인지 정확도 c. 인공감각 멀티어레이 플랫폼
■ 인간 피부를 모사한 단일 소자 기반 촉각 센서
기존 멀티모달 센서는 여러 센서의 결합 또는 다층 구조로 구현되어 복잡성과 응답 속도 측면에서 한계를 지녔다. 연구팀은 은-산화구리 코어-쉘 나노와이어 네트워크를 활용해 하나의 초박형 단일층 소자에서 열 자극과 기계 자극을 모두 감지할 수 있는 구조를 구현하였다.
기존 멀티모달 센서는 여러 센서의 결합 또는 다층 구조로 구현되어 복잡성과 응답 속도 측면에서 한계를 지녔다. 연구팀은 은-산화구리 코어-쉘 나노와이어 네트워크를 활용해 하나의 초박형 단일층 소자에서 열 자극과 기계 자극을 모두 감지할 수 있는 구조를 구현하였다.
■ 초고속 인터리빙 감지 메커니즘
개발된 센서는 열 감지 모드와 기계 감지 모드를 초당 16회 전환하는 인터리빙 방식을 적용하였다. 이를 통해 기계 자극에는 서브마이크로초, 열 자극에는 밀리초 수준의 빠른 응답 속도를 확보하여, 다양한 자극을 실시간으로 정밀하게 처리할 수 있음을 입증하였다.
개발된 센서는 열 감지 모드와 기계 감지 모드를 초당 16회 전환하는 인터리빙 방식을 적용하였다. 이를 통해 기계 자극에는 서브마이크로초, 열 자극에는 밀리초 수준의 빠른 응답 속도를 확보하여, 다양한 자극을 실시간으로 정밀하게 처리할 수 있음을 입증하였다.
■ AI 기반 물체 인식 성능 향상
연구팀은 인터리빙 방식으로 획득한 열·기계 신호를 인공지능 모델과 결합해 물체 분류 성능을 검증하였다. 그 결과 단일 신호 대비 약 65% 수준이던 정확도를 최대 95%까지 향상시켰으며, 무선 센서를 활용한 실험에서도 20종 물체를 83% 정확도로 식별하는 성과를 보였다.
연구팀은 인터리빙 방식으로 획득한 열·기계 신호를 인공지능 모델과 결합해 물체 분류 성능을 검증하였다. 그 결과 단일 신호 대비 약 65% 수준이던 정확도를 최대 95%까지 향상시켰으며, 무선 센서를 활용한 실험에서도 20종 물체를 83% 정확도로 식별하는 성과를 보였다.
▲ (왼쪽부터) 스탠포드대학교 화학공학부 김권규 연구원, 서울대학교 기계공학부 방준혁 연구원, 서울대학교 기계공학부 고승환 교수
■ 피지컬 AI 핵심 기술로의 확장 가능성
멀티어레이 플랫폼을 통해 열과 압력 분포를 사람 피부 수준의 해상도로 측정하는 데 성공함으로써, 본 기술의 확장성을 확인하였다. 이번 연구는 웨어러블 전자피부, 의료 보조기기, 소프트 로봇 및 인간-기계 인터페이스 등 다양한 분야에서 활용 가능한 차세대 촉각 인지 기술로, 피지컬 AI 구현의 핵심 기반을 제공할 것으로 기대된다.
멀티어레이 플랫폼을 통해 열과 압력 분포를 사람 피부 수준의 해상도로 측정하는 데 성공함으로써, 본 기술의 확장성을 확인하였다. 이번 연구는 웨어러블 전자피부, 의료 보조기기, 소프트 로봇 및 인간-기계 인터페이스 등 다양한 분야에서 활용 가능한 차세대 촉각 인지 기술로, 피지컬 AI 구현의 핵심 기반을 제공할 것으로 기대된다.
[참고자료]
- 논문/저널명: Kyun Kyu Kim, Junhyuk Bang, Munju Kim, Juho Jeong, Inho Ha & Seung Hwan Ko, "Unisensory processing of interleaving memristive nanowires enabling multimodal sensing at human-scale resolution", Nature Materials, vol. 25, 2026
- DOI https://doi.org/10.1038/s41563-025-02373-w
- 관련기사: 베리타스알파, "로봇이 사람처럼 온도와 압력을 동시에 느낀다"
