박재영 광운대학교 전자공학과 교수 연구팀이 신체 피부처럼 늘어나면서 움직임을 즉각 포착하는 무전원 웨어러블 디지털 트윈 센서를 개발했다고 광운대가 13일 밝혔다.

이번 연구는 박 교수가 교신저자로, 로비우 박사과정생이 제1저자로 참여했다. 연구 결과는 에너지 소재 및 소자 전문 국제 학술지인 엘시비어의 “나노에너지”에 실렸다.

연구팀은 넓은 표면적과 미세 구멍을 갖춘 다공성 금속·유기 골격체인 'NENU-5'를 도입했다. NENU-5 내부의 몰리브덴 기반 폴리옥소메탈레이트는 실리콘의 전자 수용력을 끌어올리고 전하를 가둔다. 이를 적용한 '실리콘·NENU-5' 나노복합소재 기반 마찰대전 나노발전기는 순수 실리콘 소자보다 전력밀도가 약 5배 높게 나타났다.

기존 센서의 신축성 한계는 구조 설계로 극복했다. 뱀 모양의 '서펜타인' 배선과 칼집을 내 늘리는 '키리가미' 방식을 결합한 '서피-가미' 구조를 적용해 300% 이상의 신축성을 확보했다.

센서는 웨어러블 디지털 트윈 인터페이스로도 구현됐다. 손가락 굽힘 동작을 약 0.03초 만에 감지해 가상 객체와 실시간으로 연동시켰으며, 딥러닝 모델과 결합해 동작 패턴을 약 98% 정확도로 분류했다. 이번 기술은 스마트 재활 시스템과 소프트 로봇, 전자피부 등으로 확장될 전망이다.