• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1221-1222
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• 2015

본 연구에서는 촉각 센서와 에너지 수확소자가 한 소자에 융합되어있는 구조를 제안한다. 이 소자는 압전 스트랩과 유연한 튜브, 폴리머 필름으로 구성되어있으며, 유연하며 잘 늘어나는 직물구조를 갖는다. 완성된 소자에 수평방향의 인장 및 수축 힘이 가해지면 전압이 발생하여 에너지 수확소자로 동작하며, 수직방향의 힘이 가해지면 정전용량이 변화하여 촉각센서로 동작한다. 제작한 소자가 에너지 수확소자로 동작할 때 최대 36.6 V의 출력 전압이 측정되었으며, 소자를 누르는 수직힘이 증가할수록 정전용량이 커지는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권6호
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• pp.545-550
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• 2013

본 논문은 정전기력을 이용한 마찰력 변조를 이용하여 손끝을 통한 촉각정보의 입출력을 동시 구현하는 소자를 제안하였다. 기존의 촉각소자들이 촉각정보의 입력 및 출력을 개별적으로 구현한 것에 비해 본 연구는 손끝의 수직/수평 방향 동작 인식과 질감 구현을 동시에 구현하였다는 점에서 차별성을 가진다. 실험분석을 통해 검증한 손끝 동작 인식기능은 수직방향의 클릭의 경우 0.146nF/$40{\mu}m$, 수평방향의 경우 0.09nF/$750{\mu}m$의 정전용량 변화를 통해 인식 가능하였으며, 질감 구현의 경우 정전기적 인력을 통해 마찰력을 32~152mN의 범위에서 제어할 수 있음을 확인하였다. 교류전압을 이용한 수평적 진동은 60V, 3Hz에서 최대 128.1mN의 마찰력 변조를 구현하였으며, 이는 기존 연구 대비 32% 향상을 보여준다. 본 연구는 손끝에서 정보의 입출력을 동시 구현하여 정보기기의 촉각인터페이스에 적용 가능하다.

• 공업화학전망
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• 제21권1호
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• pp.3-18
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• 2018

전자피부(Electronic skin)는 외부 환경과의 상호작용하는 인간 피부의 기능을 대체하여 외부 자극 신호를 전기적 신호로 변환하는 센서들로 이루어진 인공피부로써, 최근 인간과 전자기기 간의 인터페이스에 대한 관심이 급증하면서 이에 대한 많은 연구들이 진행되고 있다. 그중에서도 피부의 주된 기능인 외부 물리적 자극을 인지하는 촉각을 모방하는 촉각센서는 많은 발전을 거쳐 왔으며, 한계를 극복하고자 다양한 연구들이 진행되고 있다. 촉각센서는 압력, 인장, 굽힘과 같은 물리적 자극에 반응하며, 물리적 자극 신호를 아날로그 및 디지털 신호로 변환하여 인지하는 연구들이 폭넓게 개발되고 있다. 또한, 소자의 구조에 따라 물리적 자극을 전달하는 다양한 변환 방식들이 있으며, 최근에는 각 신호 변환 방식의 민감도, 반응속도, 자극 인지 범위 등의 한계점을 극복하고, 소재의 기계적 물성을 향상시키기 위해 소재의 변형을 주거나 생체의 기관 구조 및 외부 자극 인지 원리 등을 모사한 연구들이 많은 관심을 받고 있다. 본 기고에서는 이러한 촉각센서의 물리적 자극 신호 변환 방식과 소재 변형 및 생체 모사를 통한 다양한 연구들을 소개하고자 하며, 이를 통하여 촉각센서의 나아갈 방향을 제시하고자 한다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.63-70
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• 2010

시각장애인을 위한 보조공학(Assistive Technology : AT)의 연구개발은 보행과 정보 접근을 위한 것이 대부분이고, 특히 정보커뮤니케이션을 위한 음성도서용 DAISY플레이어나, 컴퓨터 화면을 읽어 주는 스크린 리더, 저시력자용 독서확대기, 점자 및 점자정보단말기 등이 상품화되어 오늘날 많은 시각장애인들에게 필수적인 보조공학기기로 자리 잡고있다. 시각장애인들이 사용하는 보조공학은 촉각이나 청각을 이용하여 시각 기능을 대행하기 때문에 감각대행기라고도 한다. 촉각을 이용한 감각대행기인 점자디스플레이와 점자정보단말기는 점자 형성을 위한 액츄에이터로 압전 소자로 만든 바이몰프가 사용되며, 점자셀의 점자(핀)는 바이몰프의 상하 운동에 의해 형성된다. 점자 셀은 휴대용 점자정보단말기에 사용되고 있기 때문에, 소형화 및 저가격화가 관건이 되며 현재는 일본의 KGS사가 세계 점자 셀(Cell) 시장의 80% 이상을 점유하고 있다. 본 연구진은 2003년에 저가/소형 원반형 점자디스플레이를 개발하여, 세계 최초로 제품화에도 성공한 바있다. 본고에서는 일본의 점자정보단말기를 비롯한 촉각디스플레이의 연구개발에 대해 검토하고 촉각을 이용한 감각대행 제품의 하나로서, 본 연구진이 개발한 원반형 점자디스플레이에 대해 고찰한다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.19-24
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• 1978

기계적 진동 주파수와 파형, 2점식별 thresho1d 치, 접촉자의 크기에 대한 피체 진동촉각의 기능적 성질을 심리물리실험에 의해 연구했다. 이의 실험 결과를 기초로 하여 압전 진동소자를 이용한 진동촉각 자극장치를 제작하여 한글을 인식하기 위한 맹인용 시각보조 장치로써 제안했다. 촉각출력상은 200 Hz의 구형파에 의해 진동하는 8열×l행의 소형 진동자열에 의해 집게 손가락에 표시했다. NOVA미니컴퓨터의 제어에 의해 한글 자모 24자중 하나를 택하여 진동자열의 8점에 왼쪽에서 오른쪽으로 제시하도록 했다. 한글 식별률실험은 설계한 실험시스템에 의해 학습효과없이 행했으며 측정된 평균식별률은 90%였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권11호
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• pp.29-34
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• 2009

• 전자통신동향분석
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• 제39권1호
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• pp.106-106
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• 2024

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.141.2-141.2
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• 2016

디스플레이, 센서 등 전자소자는 소형화 단계를 지나 인체 부착형 소자로의 발전을 요구하고 있다. 인체 부착을 위해서는 민감한 피부에 장시간 부착시 무해성과 탈부착의 자유로움이 요구되기에 기존의 화학물질을 활용한 접착 방식에서 개코도마뱀 또는 딱정벌레 발바닥에서 영감을 얻은 자연모사형 건식 접착 방식에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 폴리머를 이용하여 자연모사형 마이크로/나노구조 형성은 기계적으로 가공된 금형 몰딩과 후처리를 통한 매우 복잡한 공정이 요구된다. 본 연구에서는 이러한 복잡한 공정을 단순화하기 위해서 폴리머 소재에 플라즈마를 활용한 나노구조를 형성하는 방법을 소개하고자 하며, 건식 접착용 폴리머 소재(PMMA, PDMS)에 따른 표면구조 변화와 표면에너지 변화에 대한 연구를 수행하였다. 플라즈마 표면처리를 위해서 본 연구실에서 자체 개발한 선형이온소스를 활용하였으며 입사에너지, 노출시간, 사용가스에 따른 표면형상 변화를 주사전자현미경을 활용하여 관찰하였다. 또한 처리조건에 따른 표면에너지 변화를 확인하기 위해 물접촉각 변화를 측정하였다. PMMA는 입사에너지, 노출시간이 증가함에 따라 쉽게 나노기둥구조가 형성되었으나, 과도한 입사에너지 또는 노출시간에서는 표면구조가 에칭되면서 무너지는 것이 관찰되었다. 또한 PDMS는 동일한 조건에서 주름구조 형태를 보였으며 노출시간이 증가할수록 주름구조의 간격이 늘어남을 확인하였다. 본 연구 결과를 통해 나노 구조를 쉽게 제어할 수 있는 PMMA가 피부 부착형 접착 패치에 응용이 가능할 것으로 기대된다.

• 전자통신동향분석
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• 제38권6호
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• pp.62-74
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• 2023

In response to diverse external stimuli, sensory receptors generate spiking nerve signals. These generated signals are transmitted to the brain along the neural pathway to advance to the stage of recognition or perception, and then they reach the area of discrimination or judgment for remembering, assessing, and processing incoming information. We review research trends in neuromorphic sensory perception technology inspired by biological sensory perception functions. Among the various senses, we consider sensory nerve decoding technology based on sensory nerve pathways focusing on touch and smell, neuromorphic synapse elements that mimic biological neurons and synapses, and neuromorphic processors. Neuromorphic sensory devices, neuromorphic synapses, and artificial sensory memory devices that integrate storage components are being actively studied. However, various problems remain to be solved, such as learning methods to implement cognitive functions beyond simple detection. Considering applications such as virtual reality, medical welfare, neuroscience, and cranial nerve interfaces, neuromorphic sensory recognition technology is expected to be actively developed based on new technologies, including combinatorial neurocognitive cell technology.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.831-838
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• 2009

This paper proposes an IR (infrared) LED (Light Emitting Diode)-based tactile fingertip sensor that can independently measure the normal and tangential force between the hand and an object. The proposed IR LED-based tactile sensor has several advantages over other technologies, including a low price, small size, and good sensitivity. The design of the first prototype is described and some experiments are conducted to show output characteristics of the proposed sensor. Furthemore, the effectiveness of the proposed sensor is demonstrated through anti-slip control in a multifunction myoelectric hand, called the KNU Hand, which includes several novel mechanisms for improved grasping capabilities. The experimental results show that slippage was avoided by simple force control using feedback on the normal and tangential force from the proposed sensor. Thus, grasping force control was achieved without any slippage or damage to the object.