KPI뉴스 - "이미지 하나로 필적 감정"…UNIST, 세계 첫 광학 촉각센서 개발

  • 흐림양산시22.4℃
  • 흐림고창19.5℃
  • 맑음서울20.5℃
  • 흐림의령군18.8℃
  • 흐림영천18.8℃
  • 구름많음북춘천16.5℃
  • 비창원22.0℃
  • 흐림목포20.9℃
  • 박무홍성17.9℃
  • 맑음인천20.8℃
  • 구름많음고흥21.8℃
  • 구름많음부안19.8℃
  • 흐림부산22.0℃
  • 구름많음양평18.1℃
  • 구름많음청송군16.5℃
  • 맑음북강릉17.7℃
  • 구름많음의성18.2℃
  • 흐림천안17.5℃
  • 비제주22.9℃
  • 흐림강진군20.9℃
  • 흐림성산23.4℃
  • 구름많음추풍령19.4℃
  • 흐림함양군18.7℃
  • 구름많음구미20.3℃
  • 흐림영광군19.7℃
  • 맑음부여17.9℃
  • 구름많음군산19.9℃
  • 맑음청주21.1℃
  • 흐림김해시21.6℃
  • 흐림남해21.3℃
  • 구름많음수원20.6℃
  • 흐림포항20.8℃
  • 구름많음인제15.4℃
  • 맑음태백15.2℃
  • 맑음강릉18.5℃
  • 흐림진주18.7℃
  • 구름많음홍천16.4℃
  • 구름많음이천18.1℃
  • 맑음제천14.8℃
  • 맑음파주16.4℃
  • 흐림순창군19.5℃
  • 흐림북창원21.5℃
  • 구름많음진도군20.2℃
  • 구름많음상주20.5℃
  • 흐림밀양20.5℃
  • 구름많음대전20.8℃
  • 흐림거제20.8℃
  • 흐림광양시21.1℃
  • 흐림고창군19.9℃
  • 비여수22.3℃
  • 구름많음해남21.1℃
  • 구름많음충주19.9℃
  • 구름많음울진19.4℃
  • 구름많음문경19.3℃
  • 맑음원주19.3℃
  • 구름많음영덕17.5℃
  • 흐림산청19.7℃
  • 맑음대관령13.8℃
  • 구름많음보은16.6℃
  • 흐림통영21.9℃
  • 맑음영월17.0℃
  • 구름많음속초19.9℃
  • 구름많음춘천17.3℃
  • 흐림정읍20.7℃
  • 흐림장수17.1℃
  • 맑음영주17.9℃
  • 흐림남원20.2℃
  • 맑음봉화15.4℃
  • 맑음정선군16.9℃
  • 흐림경주시18.9℃
  • 흐림광주21.7℃
  • 맑음보령18.9℃
  • 흐림순천18.5℃
  • 맑음강화19.6℃
  • 구름많음임실18.7℃
  • 흐림합천19.6℃
  • 구름많음금산19.0℃
  • 구름많음대구20.7℃
  • 맑음철원16.5℃
  • 맑음안동18.7℃
  • 흐림장흥20.7℃
  • 흐림서산19.8℃
  • 맑음동두천16.5℃
  • 구름많음거창18.3℃
  • 흐림서귀포22.7℃
  • 흐림보성군20.1℃
  • 박무백령도17.0℃
  • 구름많음흑산도20.3℃
  • 흐림울산20.2℃
  • 구름많음전주20.8℃
  • 흐림북부산22.1℃
  • 구름많음고산21.5℃
  • 맑음동해17.6℃
  • 구름많음세종19.1℃
  • 맑음울릉도19.7℃
  • 맑음서청주17.2℃
  • 구름많음완도22.5℃

"이미지 하나로 필적 감정"…UNIST, 세계 첫 광학 촉각센서 개발

최재호 기자 Google구글에서 선호하는 출처로 추가
기사승인 : 2024-09-30 09:26:03
기존 센서와 달리 동적 힘까지 분석 기술 구현…국제학술지 게재

차세대 생체 인식 기술로 주목받는 광학 촉각 센서가 울산과학기술원 연구팀에 의해 개발됐다. 기존 광학 센서의 한계를 넘어 단일 이미지로 동적 힘까지 분석할 수 있어 필적 감정, 표면 분석, 위조 방지 등 다양한 분야에 적용될 가능성이 크다는 게 연구팀의 설명이다.

 

▲ 왼쪽부터 이지석 교수, 백다혜·류채영 연구원, 김동혁·고현협 교수, (윗줄) 손창일·김진영·박서정 연구원 [울산과학기술원 제공]

 

UNIST는 에너지화학공학과 이지석·고현협·김동혁 교수와 서울대 김정욱 교수 공동 연구팀이 움직이는 터치 신호를 실시간으로 분석할 수 있는 광학 촉각 센서를 개발했다고 30일 밝혔다.


기존 센서는 정적인 힘만을 측정할 수 있었으나, 연구팀은 정적인 힘과 동적인 힘을 분리해 분석할 수 있는 기술을 구현했다. 특히 필적 감정 분야에서 필기 속도와 압력 변화를 가시적으로 표현하고 기계학습 분석을 통해 개인을 식별할 수 있는 새로운 가능성을 열었다.

이 기술의 핵심은 상향 변환 나노 입자에 있다. 이를 활용해 높은 해상도로 동적 힘을 측정할 수 있고, 근적외선을 흡수하여 외부에서 가해지는 힘을 정확하게 감지한다.

연구팀은 기계학습 기술을 적용해 센서가 수집한 데이터를 더욱 정밀하게 분석했다. 기계학습 알고리즘을 통해 동적 터치 신호에서 수직압력과 마찰 전단력을 분리하고, 힘의 방향까지 정확히 파악했다. 유한요소해석(FEA)으로 센서 내 힘 전달 경로와 신호 변화의 타당성도 검증했다.

센서 구조는 사람 피부의 감각을 모방해 힘을 증폭시켰다. 단일 광학 이미지로 수직 압력과 마찰 전단력을 동시에 구분할 수 있다. 물체를 살짝 눌렀을 때 발생하는 0.05N의 미세한 힘도 감지할 수 있고, 9.12ms의 빠른 응답 속도를 보였다.

개발된 센서는 필기뿐만 아니라 지문 인식, 점자 인식 등 여러 분야에 응용할 수 있다. 실제로 연구팀은 이 센서를 활용해 점자를 음성으로 변환하는 시스템에 적용했고, 동적 생체 인식 시스템과 위조 방지 애플리케이션을 선보였다.

이지석 교수는 "피부의 감각기관 구조를 모방해 정적 압력과 동적 마찰력을 동시에 가시화하고, 기계학습을 통해 두 힘을 분리해 실시간으로 분석한 최초의 연구"라며 "상향 변환 나노 입자는 기존 소재보다 저렴하고, 노이즈가 적어 신호가 명확하다"고 강조했다.

제1저자 손창일 연구원은 "이 간단한 센서 구조로도 향후 고감도 필적 감지 등 동적 압력 정량화 센서로 활용될 가능성이 높다"고 말했다. 공동1저자 류채영 연구원은 "로봇에 응용 가능한 인공지능 학습 기반 센서 개발에 도움이 될 것"이라며 기대감을 표했다.

연구 결과는 세계적 학술지 Nature communications에 9월 12일자로 공개됐다. 연구는 삼성미래기술육성사업과 한국연구재단의 지원으로 이뤄졌다.

 

KPI뉴스 / 최재호 기자 choijh1992@kpinews.kr 

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]