전자피부 기술동향
2019-12-19
org.kosen.entty.User@33b986b3
성학모(sungongin)
1. 개요
최근 전자피부라는 새로운 기술영역이 등장하여 건강관리, 생체의학, 로봇시스템 등에서 많은 관심을 받으며 기술혁신이 이루어지고 있다. 전자피부(電子皮膚, electronic skin, 약어로 e-skin)란 사전적인 의미로 외부의 신호를 받아들이는 감지 소재와 신호의 전달 및 증폭을 담당하는 트랜지스터와의 결합을 통해 사람의 피부 기능을 모사한 플렉서블 전자소자를 말한다.
사람의 피부는 수직 압력, 인장력, 진동, 유체의 흐름 등 다양한 감각을 인식할 수 있고 상처를 자연적으로 치유할 수 있는 능력이 있다. 따라서, 최근 다양한 목적으로 사람의 피부처럼 다양한 방향의 압력을 인식하고 외부 충격에 의한 손상을 입은 후에도 다시 원상태로 회복될 수 있는 전자피부 개발에 대한 연구가 관심을 받고 있다. 전자피부는 사람 피부처럼 탄력 있고 부드러워 로봇, 의료, 의류 등 다양한 분야에 적용되면서 원래 피부에는 없는 기능을 더해 업그레이드 시킬 수도 있다. 냄새 맡는 피부가 바로 그런 예다. 이 기능은 화재나 유독 가스 유출 등의 위험 상황을 빠르게 포착하고, 재난 현장에서의 구조 활동에도 유용하게 사용되리라 기대된다.
한편 전자 피부는 웨어러블 디바이스로써 다양한 활용가능성을 보여주고 있다. 특히 헬스케어 분야에서는 병원에 가지도 않을 뿐만 아니라 번거로운 검사 장비를 쓰지 않고도 인체 내부의 미세한 변화를 감지해 여러 질병들을 조기 진단할 수 있을 것으로 기대된다. 맥박이 뛸 때 생기는 압력을 이용한 자가 발전 방식, 박막형 태양전지를 이용한 자가 발전 방식 등 별도의 충전 없이 전자 피부를 사용할 수 있게 도와주는 방식에 대한 연구도 활발히 진행 중에 있어 인체와 유사하거나 더 기능이 많은 인공피부가 수십년내에 상용화될 것으로 기대된다.
본 조사에서는 전자피부의 기술동향을 미용건강 및 의료시스템, 그리고 로봇시스템 중심으로 살펴보며, 산업발전과정에서의 윤리의식과 향후 미래 전망을 살펴보고자 한다.
2. 주요 내용
2.1. 전자피부의 개념
인간을 포함한 포유류 피부에 존재하는 ‘메르켈 세포’내의 피에조2 단백질은 대표적인 생체이온이 이동하는 채널로, 기계적인 자극이 발생할 때만 ‘점-유탄성(visco-poro-elasticity)’ 원리에 의해 열리면서 이온이 이동한다. 이런 흐름으로 발생된 전기적인 신호가 뇌에 전달돼 외부 압력을 인지하게 된다. 그래서 투명하고 열전도율이 높으며 전자 이동성이 뛰어난 그래핀(graphene)과 같은 나노 소재가 주로 사용된다. 또한 감각을 받아들이는 센서와 발광 다이오드(LED), 전송 장치와 안테나 등으로 구성되어 특정 신호가 감지되었을 때 빛으로 알릴 수 있고, 측정된 데이터를 무선으로 전송되는 시스템으로 구성된다.
2.2. 전자피부를 구성하는 기술요소
2.2.1. 사용되는 물질들
사람 피부의 낮은 탄성계수는 감지된 자극을 표피 아래에 있는 수많은 수용체로 전달되게 하고, 피부의 신축성과 유연성은 물리적 손상없이 움직일 수 있게 한다. 인공 피부 제조에 사용되는 물질들은 기판, 유전체와 활성물질들(CNT, graphene, nanowire, 유기물, 전도체)이 있다. 기판의 소재인 Polydimethylsiloxane(PDMS)은 투명하고 물리화학적으로 안정한 물질로 UV에 의해 전자기기 표면에 부착시킬 수 있어서 전자프로부와 신축성 전자소자에 많이 사용된다. 인쇄회로 기판 (PCB)은 Polyurethane(PE)이 사용되고, 전기방사로 만든 탄성섬유와 일반 섬유들도 사용된다. 전계효과 트랜지스터(FET)에 PDMS 같은 elastomer 는 높은 유전상수 (k)와 누전이 없는 얇은 탄성 유전체로서 신축성이 있는 트랜지스터와 촉각 센서를 만들 수 있다.
일반적으로 고분자의 유전상수를 높이는 방법은 1) cyano기 또는 불소원자, 2) rutile titanium dioxide(TiO2) 또는 barium titanate (BaTiO3)와 같은 강유전성 나노입자(NP), 3) 전도성 충전물[금속 입자, 전도성 고분자(CP), 탄소 나노튜브(CNT) 등]을 첨가하여 재료의 전자편극을 촉진시키고 유효 전극면적을 증가시켜 유전상수를 높이는 것이다. 고분자와 이온액의 복합물로 형성된 겔은 전기적 이중층을 형성하여 높은 전기용량을 갖는다.
2.2.2 전자피부 기술개발에 요구되는 특성들
생체 적합성과 생분해성 전자피부의 구성물질 중 다수가 생체적합성이 없다. 예로 CNT는 석면과 같은 침상구조로 세포의 성장을 방해하는 독성이 있다. CP 는 추가적으로 단량체, 용매, 침출의 영향도 있다. 이와 같이 유기물의 화학조성, 표면전하, pH 같은 특성이 생체 적합성에 영향을 준다. 사람 피부처럼 인공피부도 기계적 전기적 손상을 자가 치료가 요구된다. Odom 등은 전하전달염인 tetrathiafulvanene(TTF)와 tetracyanoquinodimethane (TCNQ)을 각각 poly(urea-formaldehyde)로 캡슐화하여 전도도 회복 치료제로, 그리고 White 등은 eutectic gallium indium (EGaIn)와 Ag ink로 자가 치료하였다.
온도민감성 많은 연구에서 piezoelectric/pyroelectric 센서로 온도와 압력을 구분하였다. Resistive temperature detector(RTD)는 소자의 구조가 간단하고 유연하며, 전자적 출력방법과 상용성이 높다. Au 와 Pt 같은 금속으로 구성되어 온도에 따라 변화되는 저항을 측정한다. Yu 등은 얇은 buckled Au 선으로 신축성이 있는 온도센서를 만들었다. PE, poly(ethylene oxide)(PEO)와 μNi 입자로 구성된 무선온도센서는 PEO저항의 큰 변화가 있지만, PE 구조의 복합물이 형태유지와 재현성을 높인다.
자가 동력(Self-Powering) 전자피부에 사용되는 에너지를 만들고, 전달, 저장하는 일련의 기술은 태양전지, 기계적 에너지, 축전, 배터리, 무선 안테나 등을 이용한다. Rogers 등이 GaAs를 사용하여 20%의 변형에도 안정한 신축성 태양전지(약 13% 효율)를 만들었다. Kaltenbrunner 등은 신축률 400%의 유기광전지(organic photovoltaic, OPV)를 만들어 buckled 기판에 전사하였다. 이 소자는 성능저하없이 18.5%의 변형에 최소한 10회 견디었다. 에너지 저장에 있어 Supercapacitor 는 30% 신축성이 있는 buckled CNT 전극과 CNT 잉크를 종이나 섬유 기판에 인쇄한다. Radio frequency(RF) 안테나는 동력공급원으로 많은 관심을 받고 있다. Carta 등은 신축성 있게 연결된 소자 섬에 RF 안테나를 도입하여 배터리를 충전하였다.
2.3. 미용건강 및 질병관리용 전자피부 개발 동향
나이가 들면 당연하게 받아들여야 하는 것 중 하나인 주름이 생기는 것을 조금이라도 늦추기 위해 웃음도 참아보고, 운동도 하고, 각종 주름개선 화장품도 사용해보지만 어쩔 수 없이 생기는 주름에 어느 순간 그냥 받아들이게 된다. 미래에는 주름을 좀 더 쉽게 제거할 수 있을 것 같다.
미국 MIT공대와 하버드대 연구팀이 피부 주름을 팽팽하게 펴주는 투명한 인공 막을 개발한 것으로 Nature Materials지에 소개되었다. 실리콘과 산소 원자를 갖는 고분자 물질, 실록산으로 만든 인공막을 크림과 함께 발라주면 2-3분내 강한 탄성으로 피부의 주름을 당겨주는 역할을 한다.
한편 숭실대 김도환 교수는 촉각은 물론 온도와 습도, 그리고 유해 화학물질까지 구분할 수 있는 전자피부를 세계최초로 개발하였다. 이는 탄소나노튜브로 만든 필름을 섬유형태로 뽑아내서 엮은 머리카락 3배 부피를 갖는 물체로서 압력은 물론 온도와 습도 그리고 유기용매(벤젠, 톨루엔 등)를 구분할 수 있게 만들었다. 전자 피부는 10mg의 아주 작은 압력에도 반응을 나타냈고, 0.2℃의 미세한 온도 변화와 2% 수준의 습도 변화까지 감지해 냈다. 땀의 산성도(pH) 변화에 따라 전기용량이 변하는 것으로 볼 때 암 등의 질병 진단에 유용할 것으로 전망된다. 또한 그래핀의 전기적인 특성을 이용하여 특정질병의 발생여부 및 진행 측정용으로 사용되는 바이오마커를 잡아내는 항체를 그래핀 표면에 붙여 센서형태로 제작된 사례도 확인되었다.
DGIST의 장경인 연구팀은 미국 일리노이대 연구팀과 함께 전도성 활용 무선통신 기반의 전자피부를 개발했다. 이는 활동하는 생체정보를 정밀하게 연속처리하는 집적회로(IC) 소자와 스프링 구조의 고신축성 전도선 및 초연성 재질의 신소재가 활용되었다. 생체 신호로 수집된 건강정보(심전도, 심장박동수 및 호흡수 등)를 분석한 뒤 무선안테나로 휴대폰 앱에 전송해준다.
UNIST의 고현협 교수팀이 색상변화로 외부자극을 표현하는 전자피부를 개발하였다. ‘변색형 소재’인 ‘spiropyran’에 다공성 마이크로 나노입자에 기계적 강도가 높은 실리카 노입자를 코팅한 PDMS소재를 사용하였다. 그 결과 반응민감도가 최대 6배 높아졌고 신축성이 400% 증가하여 전원공급이 없어도 물리적 변형에 다른 색상변화가 뚜렷하였다 (Advanced Materials, 2019).
노스웨스턴대와 일리노이대 연구팀이 개발한 5cm 크기의 박막 센서는 얇고 쉽게 휘어지기 때문에 쉽게 부착할 수 있고 0.01℃의 미세한 온도 변화도 파악할 수 있다. 일본 도쿄대 다카오 연구팀은 혈중 산소량을 측정하는 초박형 전자피부안에 LED와 광(光)검출기를 탑재하여 빛이 피부를 얼마나 통과하는지 측정하여 혈액속 산소 농도를 계산하였다. 그는 무기물질 (옥시아질산실리콘)과 유기물질(파릴렌)을 섞어 공기흐름에도 잘 버티는 2㎛ 의 초박막 필름을 만들고, 투명한 인듐주석산화물(ITO) 전극을 붙여 디스플레이에 표시해 주는 전자피부를 만들었다. 이는 열 발생량과 전력 소비량이 기존의 6분의 1로 줄었다. 양성구 인천대 교수와 안종현 연세대 교수는 전자피부 형태의 뇌질환 진단 및 치료 의료기기를 개발하여 침습적인 바늘형태의 전극대신 뇌 표면에 부착하여 뇌파를 측정하였다. 치료자극을 주입하면 파킨슨병, 헌팅턴, 우울증, 정신분열과 같은 뇌 질환에도 적용이 가능하다.
미국 네브래스카-링컨대 연구진은 유방암 진단용 전자피부를, UC샌디에이고 연구진은 미숙아의 뇌 손상을 진단하는 전자피부를 개발하였다. 최근 로저스 교수팀은 간질이나 수면 장애 환자의 뇌파를 검출하는 헬멧을 관자놀이에 붙이는 전자피부로 대체하였다. 김대형 IBS 나노입자연구단은 2014년에 나노물질을 사용하여 운동장애를 진단하고, 결과에 따라 치료까지 가능한 웨어러블 전자시스템을 개발하였다. 이 시스템은 파킨슨병과 같은 운동장애 질환을 상시 모니터링하는 것이 가능하다. 보통 딱딱한 기판대신 얇은 패치에 나노박막과 나노입자를 사용해 전자회로를 구성하였고 인체의 피부처럼 약 25% 늘어나거나 휠 수 있는 센서, 메모리 소자, 히터 등의 다양한 전자소자도 제작하였다. 전자히터는 나노입자에 들어있는 치료용 약물이 피부에 잘 투여될 수 있도록 돕는 장치로서 부착할 수 있고 0.01℃의 미세한 온도 변화도 파악할 수 있다. 일본 도쿄대 다카오 연구팀은 혈중 산소량을 측정하는 초박형 전자피부안에 LED와 광(光)검출기를 탑재하여 빛이 피부를 얼마나 통과하는지 측정하여 혈액속 산소 농도를 계산하였다. 그는 무기물질 (옥시아질산실리콘)과 유기물질(파릴렌)을 섞어 공기흐름에도 잘 버티는 2㎛ 의 초박막 필름을 만들고, 투명한 인듐주석산화물(ITO) 전극을 붙여 디스플레이에 표시해 주는 전자피부를 만들었다. 이는 열 발생량과 전력 소비량이 기존의 6분의 1로 줄었다. 양성구 인천대 교수와 안종현 연세대 교수는 전자피부 형태의 뇌질환 진단 및 치료 의료기기를 개발하여 침습적인 바늘형태의 전극대신 뇌 표면에 부착하여 뇌파를 측정하였다. 치료자극을 주입하면 파킨슨병, 헌팅턴, 우울증, 정신분열과 같은 뇌 질환에도 적용이 가능하다.
미국 네브래스카-링컨대 연구진은 유방암 진단용 전자피부를, UC샌디에이고 연구진은 미숙아의 뇌 손상을 진단하는 전자피부를 개발하였다. 최근 로저스 교수팀은 간질이나 수면 장애 환자의 뇌파를 검출하는 헬멧을 관자놀이에 붙이는 전자피부로 대체하였다. 김대형 IBS 나노입자연구단은 2014년에 나노물질을 사용하여 운동장애를 진단하고, 결과에 따라 치료까지 가능한 웨어러블 전자시스템을 개발하였다. 이 시스템은 파킨슨병과 같은 운동장애 질환을 상시 모니터링하는 것이 가능하다. 보통 딱딱한 기판대신 얇은 패치에 나노박막과 나노입자를 사용해 전자회로를 구성하였고 인체의 피부처럼 약 25% 늘어나거나 휠 수 있는 센서, 메모리 소자, 히터 등의 다양한 전자소자도 제작하였다. 전자히터는 나노입자에 들어있는 치료용 약물이 피부에 잘 투여될 수 있도록 돕는 장치로서 파킨슨 환자의 근육이 뒤틀리면 저장된 측정정보의 패턴에 따라 즉시 피부에 약물까지 투여한다. 체온, 심박, 산소포화도, 혈압, 혈당과 같은 생체정보를 정확히 측정할 수 있다.
2.4. 신체장애 극복기술 및 생분해성 전자피부 개발 동향
볼더 콜로라도대 연구팀은 얇고 투명한 재질로 압력, 온도, 습도 및 공기 흐름 등을 측정하는 센서가 내장된 전자피부를 개발하였다. 'Polyimine'이라는 재료로 만들어져서 흠집이 나더라도 상온에서 쉽게 회복되며, 은나노로 코팅되어 안정성과 강도, 탄성, 전도성 등을 갖췄다. 또한, 접착용액과 재활용을 위한 분해용액도 개발하였다. 에탄올에 세 가지 화합물질을 섞어 만든 용액은 상처 난 피부를 회복하기 위한 접착제 역할을 한다. 사용이 불가한 센서를 분해용액 속에 넣으면 은나노 입자만 가라앉고 나머지는 분해되어 용액속에 섞여 있게 되므로 전자피부 제작에 재활용할 수 있다. 탈부착이 용이하여 인공보철물 또는 로봇 등에 널리 쓰일 것으로 전망된다.
2017년 워싱턴대 연구팀은 촉각센서를 이용하여 진동 감지 및 전단력 측정을 할 수 있는 상태로서 인공 팔다리가 실제 사지와 유사하게 작동하도록 설계하였으며, 초당 800번의 작은 진동을 감지할 수 있다. 미 스탠퍼드 대학 연구진은 사람의 피부처럼 유연하면서 쉽게 생분해가 가능한 반도체를 개발했다. 식초와 같은 약한 산성 물질에 닿으면 분해되는 유연한 반도체인 데, 매우 환경 친화적이며, 인간에게 독성이 없는 철을 사용했다. 전도성 고분자와 전자회로를 담는 기판을 '셀룰로오스'(섬유소) 기반으로 만들었다.
2.5. IT와 접목된 전자피부 기술개발동향
터치없이 가상의 물체를 조작할 수 있는 ‘전자식 웨어러블’ 전자 피부를 독일 라이프니츠 연구소 연구진이 개발하였다. 이는 소프트웨어를 원격으로 제어할 수 있는 얇고 유연한 자기 센서가 포함돼 있어, 손을 흔들거나 피부를 가볍게 두드려 가상 다이얼 및 키보드를 제어할 수 있다. 두께가 머리카락의 20분의 1수준에 불과하다. 이 기술은 내비게이션, 로봇공학의 동작인식 기능, 재생 의학, 스포츠, 게임 분야의 응용 프로그램에 다양하게 적용될 수 있을 것으로 전망된다. 이 장치는 특별한 광 조명에 의존하지 않고 어둠 속에서도 작동할 수 있으며, 손바닥에 붙인 센서가 자석과 상호 작용하여 소프트웨어가 자기장으로 센서의 움직임에 반응한다. 결과적으로 가상현실에서 조작, 회전 등 가상의 객체를 조작하고 자연스럽게 손을 움직여 ‘줌 인, 줌아웃’ 기능을 실현할 수 있다.
미국 매사추세츠공대(MIT) 연구팀은 최근 마이크로소프트(MS)와 함께 ‘듀오스킨(Duoskin)’이란 기술을 선보였다. 피부에 금박(金箔)을 소재로 한 ‘IT 문신(文身)’을 입혀 마치 전자기기처럼 활용하는 기술이다. 그래픽 소프트웨어로 전기회로를 그린 뒤 금박을 입히고 이를 스티커처럼 피부에 붙이면 된다. 팔목에 입힌 문신을 만져 TV의 채널·음량을 조절하고, 노트북 모니터의 커서를 상하좌우로 움직일 수 있다. 온도에 반응하는 소재를 사용하면 체온에 따라 문신의 색(色)이 변한다. 이 문신을 적용하면 사람의 기분이나 체온 변화 등을 손쉽게 알아차릴 수 있다. 또한 특정 정보를 담은 근거리무선통신(NFC) 태그를 활용하여 해당 문신에 스마트폰을 접촉하면, 미리 지정한 노래가 흘러나오거나 별도의 웹페이지·앱(응용 프로그램)이 열리는 방식이 된다.
전자 피부는 사물인터넷(IoT), 인공지능, 증강현실(AR), 빅데이터 등의 최신 기술과 결합해 다양한 시너지를 낼 것으로 전망된다. 환자 원격진료뿐 아니라 예방의학적인 측면에서 실시간으로 생체 신호를 감지해 질병 징후를 찾아내고, 독거노인이나 혼자 여행 중인 사람이 위급 상황에 빠졌을 때 응급 구조에 활용할 수 있다.
2.6. 로봇시스템 분야에서의 전자피부 기술개발동향
전자피부는 로봇 손에 사람 같은 촉감과 체온을 부여할 수 있다. 김대형 교수팀은 의수용(義手用) 전자피부를 발표했다. 전자피부가 감지한 촉감을 쥐의 뇌에 전달하는 데 성공했다. 전자피부에 히터도 달아 로봇 손에 체온과 같은 온도를 만들었다. 덕분에 로봇 손과 악수를 해도 거부감을 덜 느낀다.
딱딱하지 않은 소프트 로봇으로 미국 하버드대에서 개발한 옥토봇(Octobot), 서강대에서 개발한 가오리 로봇 등이 있다. 가오리 로봇은 쥐의 심장근육세포에 유전자조작을 가해 만든 로봇으로, 양쪽 지느러미에 빛의 양을 달리하면 수축·이완 운동을 조절할 수 있어 방향 전환이 가능하다. 옥토봇은 실리콘으로 만든 문어 모양의 로봇으로 연료통, 동력시스템, 구동부까지 모두 유연한 소재로 만들어졌다. 과산화수소수를 분해할 때 발생하는 산소 기체의 압력을 동력으로 한다. 즉 옥토봇은 50% 농도 과산화수소 용액 1㎖로 최대 12분 30초까지 움직일 수 있다.
매사추세츠 공과대가 공개한 수중 생물 탐사 물고기 로봇 ‘소피’는 로봇 옆에 지느러미 두 개가 탑재됐으며, 머리 부분을 포함해 물고기 뒷부분은 실리콘과 유연한 플라스틱으로 제작되었다. 김도환 교수팀은 실제 사람의 피부를 구성하는 촉각세포의 세포막 구조와 기계적 외부자극에 따라 발생하는 생체이온의 신호전달 메커니즘을 모방한 인공촉각세포를 구현함으로서, 넓은 압력범위 (0~140kPa)에서도 기존 소재 대비 약 30배 이상의 민감도 성능을 갖춘 전자피부 소재를 개발하였다. 소프트 로봇은 탐사, 구조부터 대화, 생체모사, 의료까지 다양한 분야에서 각광받고 있다. 전자피부를 활용하면 보다 다양한 모양의 소프트 로봇을 제작할 수 있다. 로봇의 움직임도 더욱 자유로워질 것이며 인간과의 상호작용도 원활해 질 것이다.
장재은 교수팀은 고통뿐만 아니라 거칠기, 부드럽기와 같은 촉각으로 느낄 수 있는 다양한 감각을 감지하기 위한 연구를 통하여 머신러닝 기술과의 융합 연구를 통해 사람처럼 느끼는 촉각 아바타 시스템을 개발하였고 3D 프린터를 이용하여 제작된 인공 손가락에 센서를 장착하여 측정을 진행 중이다.
2.7. 전자피부 기술의 발전에 대한 윤리적 고찰
각개약진으로 진행되는 연구들이 하나로 모아지고, 실제 생활에서 사용되기 까지는 상당한 시간이 걸리고 넘어야 할 산도 많을 것이다. 인체에 부착 혹은 삽입하는 전자피부의 경우 생체 부작용이 없어야 한다. 배터리도 문제다. 체온으로 전력을 생산하는 방식, 오징어 먹물로 만들어 독성이 없는 배터리 등 다양한 연구가 진행 중이다. 전자 피부 연구의 진척은 인간은 점차 전자 장치와 합성되고, 로봇과 기계는 인간과 닮아가는 경향을 보여주고 있다.
2001 년 미국의 어플라이드 디지털 솔루션사에서 쌀알 크기의 베리칩(RFID칩)을 눈에 잘 보이지도 않는 먼지 크기로 축소시킨 제품과, 스티커처럼 몸에 붙이는 형태의 칩을 개발하였다. 또한 몸에 문신처럼 새겨 넣어 분실의 염려가 사라진 새로운 형태의 전자칩이 등장하였는 데 소지한 사람들을 컴퓨터와 연결시켜 24시간 통제와 감시가 가능한 수준에 까지 이르렀다. 이는 전투기를 조종하는 파일럿에게 제일 먼저 도입될 예정이라고 하였다. 이들 두고 학자들은 최첨단의 IoT 기술들이 바로 ‘666 통제 세상’을 만드는 핵심 기술이라고 판단했었다.
즉 전자 피부는 일종의 '666표'를 경계해야 한다(조선일보 2016.09.19)는 기사에서 보듯 성경의 요한계시록 13장에 예언하고 있는 짐승의 표에 대한 말씀처럼(계 13:17) 매매의 기능과 신분확인의 기능을 갖춘 ‘베리칩(RFID칩)’이 짐승의 표의 원형(prototype)이 될 것이라고 종말론 학자들로 인하여 논란의 중심에 등장한 때가 있었다. 새로운 기술의 등장에 따른 상상력이 공포심을 유발하는 소재로 사용된 사례를 통해서 볼 때 기술발전과 더불어 발생될 수 있는 불필요한 논쟁 및 예측되지 않는 문제를 극복하는 과학철학도 함께 발전해야 할 것으로 판단된다.
3. 결론
인공 피부는 앞에서 살펴본 것처럼 주름을 제거하는 미용에서부터 웨어러블 기계, 유연 로봇공학까지 다양한 형태로 제작될 수 있다. 세계 각국에서 사람 피부에 IT(정보기술) 회로를 입히는 기술을 잇따라 선보이고 있다. ´전자피부´는 사물인터넷(IoT), 인공지능, 증강현실(AR), 빅데이터 등의 최신 기술과 결합해 다양한 시너지를 낼 것으로 전망된다. 소재와 IT기술의 융합의 진보가 더욱 활발해지는 것은 명약관화한 사실이므로 소모적인 경쟁에 치우치지 않고 더욱 다양하고 활발한 통섭이 기술발전의 지름길임을 다시금 인식하여야 할 것이다. 더불어 아직은 상용화된 제품들이 적지만, 지속적인 연구를 통해 제품으로 출시된다면 우리의 생활을 획기적으로 바꿔놓을 것으로 예상되고 있으므로 물질문명의 발달에 뒤쳐지지 않을 정신문명의 발달도 균형있게 이루어지기를 기대한다.
References
최근 전자피부라는 새로운 기술영역이 등장하여 건강관리, 생체의학, 로봇시스템 등에서 많은 관심을 받으며 기술혁신이 이루어지고 있다. 전자피부(電子皮膚, electronic skin, 약어로 e-skin)란 사전적인 의미로 외부의 신호를 받아들이는 감지 소재와 신호의 전달 및 증폭을 담당하는 트랜지스터와의 결합을 통해 사람의 피부 기능을 모사한 플렉서블 전자소자를 말한다.
사람의 피부는 수직 압력, 인장력, 진동, 유체의 흐름 등 다양한 감각을 인식할 수 있고 상처를 자연적으로 치유할 수 있는 능력이 있다. 따라서, 최근 다양한 목적으로 사람의 피부처럼 다양한 방향의 압력을 인식하고 외부 충격에 의한 손상을 입은 후에도 다시 원상태로 회복될 수 있는 전자피부 개발에 대한 연구가 관심을 받고 있다. 전자피부는 사람 피부처럼 탄력 있고 부드러워 로봇, 의료, 의류 등 다양한 분야에 적용되면서 원래 피부에는 없는 기능을 더해 업그레이드 시킬 수도 있다. 냄새 맡는 피부가 바로 그런 예다. 이 기능은 화재나 유독 가스 유출 등의 위험 상황을 빠르게 포착하고, 재난 현장에서의 구조 활동에도 유용하게 사용되리라 기대된다.
한편 전자 피부는 웨어러블 디바이스로써 다양한 활용가능성을 보여주고 있다. 특히 헬스케어 분야에서는 병원에 가지도 않을 뿐만 아니라 번거로운 검사 장비를 쓰지 않고도 인체 내부의 미세한 변화를 감지해 여러 질병들을 조기 진단할 수 있을 것으로 기대된다. 맥박이 뛸 때 생기는 압력을 이용한 자가 발전 방식, 박막형 태양전지를 이용한 자가 발전 방식 등 별도의 충전 없이 전자 피부를 사용할 수 있게 도와주는 방식에 대한 연구도 활발히 진행 중에 있어 인체와 유사하거나 더 기능이 많은 인공피부가 수십년내에 상용화될 것으로 기대된다.
본 조사에서는 전자피부의 기술동향을 미용건강 및 의료시스템, 그리고 로봇시스템 중심으로 살펴보며, 산업발전과정에서의 윤리의식과 향후 미래 전망을 살펴보고자 한다.
2. 주요 내용
2.1. 전자피부의 개념
인간을 포함한 포유류 피부에 존재하는 ‘메르켈 세포’내의 피에조2 단백질은 대표적인 생체이온이 이동하는 채널로, 기계적인 자극이 발생할 때만 ‘점-유탄성(visco-poro-elasticity)’ 원리에 의해 열리면서 이온이 이동한다. 이런 흐름으로 발생된 전기적인 신호가 뇌에 전달돼 외부 압력을 인지하게 된다. 그래서 투명하고 열전도율이 높으며 전자 이동성이 뛰어난 그래핀(graphene)과 같은 나노 소재가 주로 사용된다. 또한 감각을 받아들이는 센서와 발광 다이오드(LED), 전송 장치와 안테나 등으로 구성되어 특정 신호가 감지되었을 때 빛으로 알릴 수 있고, 측정된 데이터를 무선으로 전송되는 시스템으로 구성된다.
2.2. 전자피부를 구성하는 기술요소
2.2.1. 사용되는 물질들
사람 피부의 낮은 탄성계수는 감지된 자극을 표피 아래에 있는 수많은 수용체로 전달되게 하고, 피부의 신축성과 유연성은 물리적 손상없이 움직일 수 있게 한다. 인공 피부 제조에 사용되는 물질들은 기판, 유전체와 활성물질들(CNT, graphene, nanowire, 유기물, 전도체)이 있다. 기판의 소재인 Polydimethylsiloxane(PDMS)은 투명하고 물리화학적으로 안정한 물질로 UV에 의해 전자기기 표면에 부착시킬 수 있어서 전자프로부와 신축성 전자소자에 많이 사용된다. 인쇄회로 기판 (PCB)은 Polyurethane(PE)이 사용되고, 전기방사로 만든 탄성섬유와 일반 섬유들도 사용된다. 전계효과 트랜지스터(FET)에 PDMS 같은 elastomer 는 높은 유전상수 (k)와 누전이 없는 얇은 탄성 유전체로서 신축성이 있는 트랜지스터와 촉각 센서를 만들 수 있다.
일반적으로 고분자의 유전상수를 높이는 방법은 1) cyano기 또는 불소원자, 2) rutile titanium dioxide(TiO2) 또는 barium titanate (BaTiO3)와 같은 강유전성 나노입자(NP), 3) 전도성 충전물[금속 입자, 전도성 고분자(CP), 탄소 나노튜브(CNT) 등]을 첨가하여 재료의 전자편극을 촉진시키고 유효 전극면적을 증가시켜 유전상수를 높이는 것이다. 고분자와 이온액의 복합물로 형성된 겔은 전기적 이중층을 형성하여 높은 전기용량을 갖는다.
2.2.2 전자피부 기술개발에 요구되는 특성들
생체 적합성과 생분해성 전자피부의 구성물질 중 다수가 생체적합성이 없다. 예로 CNT는 석면과 같은 침상구조로 세포의 성장을 방해하는 독성이 있다. CP 는 추가적으로 단량체, 용매, 침출의 영향도 있다. 이와 같이 유기물의 화학조성, 표면전하, pH 같은 특성이 생체 적합성에 영향을 준다. 사람 피부처럼 인공피부도 기계적 전기적 손상을 자가 치료가 요구된다. Odom 등은 전하전달염인 tetrathiafulvanene(TTF)와 tetracyanoquinodimethane (TCNQ)을 각각 poly(urea-formaldehyde)로 캡슐화하여 전도도 회복 치료제로, 그리고 White 등은 eutectic gallium indium (EGaIn)와 Ag ink로 자가 치료하였다.
온도민감성 많은 연구에서 piezoelectric/pyroelectric 센서로 온도와 압력을 구분하였다. Resistive temperature detector(RTD)는 소자의 구조가 간단하고 유연하며, 전자적 출력방법과 상용성이 높다. Au 와 Pt 같은 금속으로 구성되어 온도에 따라 변화되는 저항을 측정한다. Yu 등은 얇은 buckled Au 선으로 신축성이 있는 온도센서를 만들었다. PE, poly(ethylene oxide)(PEO)와 μNi 입자로 구성된 무선온도센서는 PEO저항의 큰 변화가 있지만, PE 구조의 복합물이 형태유지와 재현성을 높인다.
자가 동력(Self-Powering) 전자피부에 사용되는 에너지를 만들고, 전달, 저장하는 일련의 기술은 태양전지, 기계적 에너지, 축전, 배터리, 무선 안테나 등을 이용한다. Rogers 등이 GaAs를 사용하여 20%의 변형에도 안정한 신축성 태양전지(약 13% 효율)를 만들었다. Kaltenbrunner 등은 신축률 400%의 유기광전지(organic photovoltaic, OPV)를 만들어 buckled 기판에 전사하였다. 이 소자는 성능저하없이 18.5%의 변형에 최소한 10회 견디었다. 에너지 저장에 있어 Supercapacitor 는 30% 신축성이 있는 buckled CNT 전극과 CNT 잉크를 종이나 섬유 기판에 인쇄한다. Radio frequency(RF) 안테나는 동력공급원으로 많은 관심을 받고 있다. Carta 등은 신축성 있게 연결된 소자 섬에 RF 안테나를 도입하여 배터리를 충전하였다.
2.3. 미용건강 및 질병관리용 전자피부 개발 동향
나이가 들면 당연하게 받아들여야 하는 것 중 하나인 주름이 생기는 것을 조금이라도 늦추기 위해 웃음도 참아보고, 운동도 하고, 각종 주름개선 화장품도 사용해보지만 어쩔 수 없이 생기는 주름에 어느 순간 그냥 받아들이게 된다. 미래에는 주름을 좀 더 쉽게 제거할 수 있을 것 같다.
미국 MIT공대와 하버드대 연구팀이 피부 주름을 팽팽하게 펴주는 투명한 인공 막을 개발한 것으로 Nature Materials지에 소개되었다. 실리콘과 산소 원자를 갖는 고분자 물질, 실록산으로 만든 인공막을 크림과 함께 발라주면 2-3분내 강한 탄성으로 피부의 주름을 당겨주는 역할을 한다.
한편 숭실대 김도환 교수는 촉각은 물론 온도와 습도, 그리고 유해 화학물질까지 구분할 수 있는 전자피부를 세계최초로 개발하였다. 이는 탄소나노튜브로 만든 필름을 섬유형태로 뽑아내서 엮은 머리카락 3배 부피를 갖는 물체로서 압력은 물론 온도와 습도 그리고 유기용매(벤젠, 톨루엔 등)를 구분할 수 있게 만들었다. 전자 피부는 10mg의 아주 작은 압력에도 반응을 나타냈고, 0.2℃의 미세한 온도 변화와 2% 수준의 습도 변화까지 감지해 냈다. 땀의 산성도(pH) 변화에 따라 전기용량이 변하는 것으로 볼 때 암 등의 질병 진단에 유용할 것으로 전망된다. 또한 그래핀의 전기적인 특성을 이용하여 특정질병의 발생여부 및 진행 측정용으로 사용되는 바이오마커를 잡아내는 항체를 그래핀 표면에 붙여 센서형태로 제작된 사례도 확인되었다.
DGIST의 장경인 연구팀은 미국 일리노이대 연구팀과 함께 전도성 활용 무선통신 기반의 전자피부를 개발했다. 이는 활동하는 생체정보를 정밀하게 연속처리하는 집적회로(IC) 소자와 스프링 구조의 고신축성 전도선 및 초연성 재질의 신소재가 활용되었다. 생체 신호로 수집된 건강정보(심전도, 심장박동수 및 호흡수 등)를 분석한 뒤 무선안테나로 휴대폰 앱에 전송해준다.
UNIST의 고현협 교수팀이 색상변화로 외부자극을 표현하는 전자피부를 개발하였다. ‘변색형 소재’인 ‘spiropyran’에 다공성 마이크로 나노입자에 기계적 강도가 높은 실리카 노입자를 코팅한 PDMS소재를 사용하였다. 그 결과 반응민감도가 최대 6배 높아졌고 신축성이 400% 증가하여 전원공급이 없어도 물리적 변형에 다른 색상변화가 뚜렷하였다 (Advanced Materials, 2019).
노스웨스턴대와 일리노이대 연구팀이 개발한 5cm 크기의 박막 센서는 얇고 쉽게 휘어지기 때문에 쉽게 부착할 수 있고 0.01℃의 미세한 온도 변화도 파악할 수 있다. 일본 도쿄대 다카오 연구팀은 혈중 산소량을 측정하는 초박형 전자피부안에 LED와 광(光)검출기를 탑재하여 빛이 피부를 얼마나 통과하는지 측정하여 혈액속 산소 농도를 계산하였다. 그는 무기물질 (옥시아질산실리콘)과 유기물질(파릴렌)을 섞어 공기흐름에도 잘 버티는 2㎛ 의 초박막 필름을 만들고, 투명한 인듐주석산화물(ITO) 전극을 붙여 디스플레이에 표시해 주는 전자피부를 만들었다. 이는 열 발생량과 전력 소비량이 기존의 6분의 1로 줄었다. 양성구 인천대 교수와 안종현 연세대 교수는 전자피부 형태의 뇌질환 진단 및 치료 의료기기를 개발하여 침습적인 바늘형태의 전극대신 뇌 표면에 부착하여 뇌파를 측정하였다. 치료자극을 주입하면 파킨슨병, 헌팅턴, 우울증, 정신분열과 같은 뇌 질환에도 적용이 가능하다.
미국 네브래스카-링컨대 연구진은 유방암 진단용 전자피부를, UC샌디에이고 연구진은 미숙아의 뇌 손상을 진단하는 전자피부를 개발하였다. 최근 로저스 교수팀은 간질이나 수면 장애 환자의 뇌파를 검출하는 헬멧을 관자놀이에 붙이는 전자피부로 대체하였다. 김대형 IBS 나노입자연구단은 2014년에 나노물질을 사용하여 운동장애를 진단하고, 결과에 따라 치료까지 가능한 웨어러블 전자시스템을 개발하였다. 이 시스템은 파킨슨병과 같은 운동장애 질환을 상시 모니터링하는 것이 가능하다. 보통 딱딱한 기판대신 얇은 패치에 나노박막과 나노입자를 사용해 전자회로를 구성하였고 인체의 피부처럼 약 25% 늘어나거나 휠 수 있는 센서, 메모리 소자, 히터 등의 다양한 전자소자도 제작하였다. 전자히터는 나노입자에 들어있는 치료용 약물이 피부에 잘 투여될 수 있도록 돕는 장치로서 부착할 수 있고 0.01℃의 미세한 온도 변화도 파악할 수 있다. 일본 도쿄대 다카오 연구팀은 혈중 산소량을 측정하는 초박형 전자피부안에 LED와 광(光)검출기를 탑재하여 빛이 피부를 얼마나 통과하는지 측정하여 혈액속 산소 농도를 계산하였다. 그는 무기물질 (옥시아질산실리콘)과 유기물질(파릴렌)을 섞어 공기흐름에도 잘 버티는 2㎛ 의 초박막 필름을 만들고, 투명한 인듐주석산화물(ITO) 전극을 붙여 디스플레이에 표시해 주는 전자피부를 만들었다. 이는 열 발생량과 전력 소비량이 기존의 6분의 1로 줄었다. 양성구 인천대 교수와 안종현 연세대 교수는 전자피부 형태의 뇌질환 진단 및 치료 의료기기를 개발하여 침습적인 바늘형태의 전극대신 뇌 표면에 부착하여 뇌파를 측정하였다. 치료자극을 주입하면 파킨슨병, 헌팅턴, 우울증, 정신분열과 같은 뇌 질환에도 적용이 가능하다.
미국 네브래스카-링컨대 연구진은 유방암 진단용 전자피부를, UC샌디에이고 연구진은 미숙아의 뇌 손상을 진단하는 전자피부를 개발하였다. 최근 로저스 교수팀은 간질이나 수면 장애 환자의 뇌파를 검출하는 헬멧을 관자놀이에 붙이는 전자피부로 대체하였다. 김대형 IBS 나노입자연구단은 2014년에 나노물질을 사용하여 운동장애를 진단하고, 결과에 따라 치료까지 가능한 웨어러블 전자시스템을 개발하였다. 이 시스템은 파킨슨병과 같은 운동장애 질환을 상시 모니터링하는 것이 가능하다. 보통 딱딱한 기판대신 얇은 패치에 나노박막과 나노입자를 사용해 전자회로를 구성하였고 인체의 피부처럼 약 25% 늘어나거나 휠 수 있는 센서, 메모리 소자, 히터 등의 다양한 전자소자도 제작하였다. 전자히터는 나노입자에 들어있는 치료용 약물이 피부에 잘 투여될 수 있도록 돕는 장치로서 파킨슨 환자의 근육이 뒤틀리면 저장된 측정정보의 패턴에 따라 즉시 피부에 약물까지 투여한다. 체온, 심박, 산소포화도, 혈압, 혈당과 같은 생체정보를 정확히 측정할 수 있다.
2.4. 신체장애 극복기술 및 생분해성 전자피부 개발 동향
볼더 콜로라도대 연구팀은 얇고 투명한 재질로 압력, 온도, 습도 및 공기 흐름 등을 측정하는 센서가 내장된 전자피부를 개발하였다. 'Polyimine'이라는 재료로 만들어져서 흠집이 나더라도 상온에서 쉽게 회복되며, 은나노로 코팅되어 안정성과 강도, 탄성, 전도성 등을 갖췄다. 또한, 접착용액과 재활용을 위한 분해용액도 개발하였다. 에탄올에 세 가지 화합물질을 섞어 만든 용액은 상처 난 피부를 회복하기 위한 접착제 역할을 한다. 사용이 불가한 센서를 분해용액 속에 넣으면 은나노 입자만 가라앉고 나머지는 분해되어 용액속에 섞여 있게 되므로 전자피부 제작에 재활용할 수 있다. 탈부착이 용이하여 인공보철물 또는 로봇 등에 널리 쓰일 것으로 전망된다.
2017년 워싱턴대 연구팀은 촉각센서를 이용하여 진동 감지 및 전단력 측정을 할 수 있는 상태로서 인공 팔다리가 실제 사지와 유사하게 작동하도록 설계하였으며, 초당 800번의 작은 진동을 감지할 수 있다. 미 스탠퍼드 대학 연구진은 사람의 피부처럼 유연하면서 쉽게 생분해가 가능한 반도체를 개발했다. 식초와 같은 약한 산성 물질에 닿으면 분해되는 유연한 반도체인 데, 매우 환경 친화적이며, 인간에게 독성이 없는 철을 사용했다. 전도성 고분자와 전자회로를 담는 기판을 '셀룰로오스'(섬유소) 기반으로 만들었다.
2.5. IT와 접목된 전자피부 기술개발동향
터치없이 가상의 물체를 조작할 수 있는 ‘전자식 웨어러블’ 전자 피부를 독일 라이프니츠 연구소 연구진이 개발하였다. 이는 소프트웨어를 원격으로 제어할 수 있는 얇고 유연한 자기 센서가 포함돼 있어, 손을 흔들거나 피부를 가볍게 두드려 가상 다이얼 및 키보드를 제어할 수 있다. 두께가 머리카락의 20분의 1수준에 불과하다. 이 기술은 내비게이션, 로봇공학의 동작인식 기능, 재생 의학, 스포츠, 게임 분야의 응용 프로그램에 다양하게 적용될 수 있을 것으로 전망된다. 이 장치는 특별한 광 조명에 의존하지 않고 어둠 속에서도 작동할 수 있으며, 손바닥에 붙인 센서가 자석과 상호 작용하여 소프트웨어가 자기장으로 센서의 움직임에 반응한다. 결과적으로 가상현실에서 조작, 회전 등 가상의 객체를 조작하고 자연스럽게 손을 움직여 ‘줌 인, 줌아웃’ 기능을 실현할 수 있다.
미국 매사추세츠공대(MIT) 연구팀은 최근 마이크로소프트(MS)와 함께 ‘듀오스킨(Duoskin)’이란 기술을 선보였다. 피부에 금박(金箔)을 소재로 한 ‘IT 문신(文身)’을 입혀 마치 전자기기처럼 활용하는 기술이다. 그래픽 소프트웨어로 전기회로를 그린 뒤 금박을 입히고 이를 스티커처럼 피부에 붙이면 된다. 팔목에 입힌 문신을 만져 TV의 채널·음량을 조절하고, 노트북 모니터의 커서를 상하좌우로 움직일 수 있다. 온도에 반응하는 소재를 사용하면 체온에 따라 문신의 색(色)이 변한다. 이 문신을 적용하면 사람의 기분이나 체온 변화 등을 손쉽게 알아차릴 수 있다. 또한 특정 정보를 담은 근거리무선통신(NFC) 태그를 활용하여 해당 문신에 스마트폰을 접촉하면, 미리 지정한 노래가 흘러나오거나 별도의 웹페이지·앱(응용 프로그램)이 열리는 방식이 된다.
전자 피부는 사물인터넷(IoT), 인공지능, 증강현실(AR), 빅데이터 등의 최신 기술과 결합해 다양한 시너지를 낼 것으로 전망된다. 환자 원격진료뿐 아니라 예방의학적인 측면에서 실시간으로 생체 신호를 감지해 질병 징후를 찾아내고, 독거노인이나 혼자 여행 중인 사람이 위급 상황에 빠졌을 때 응급 구조에 활용할 수 있다.
2.6. 로봇시스템 분야에서의 전자피부 기술개발동향
전자피부는 로봇 손에 사람 같은 촉감과 체온을 부여할 수 있다. 김대형 교수팀은 의수용(義手用) 전자피부를 발표했다. 전자피부가 감지한 촉감을 쥐의 뇌에 전달하는 데 성공했다. 전자피부에 히터도 달아 로봇 손에 체온과 같은 온도를 만들었다. 덕분에 로봇 손과 악수를 해도 거부감을 덜 느낀다.
딱딱하지 않은 소프트 로봇으로 미국 하버드대에서 개발한 옥토봇(Octobot), 서강대에서 개발한 가오리 로봇 등이 있다. 가오리 로봇은 쥐의 심장근육세포에 유전자조작을 가해 만든 로봇으로, 양쪽 지느러미에 빛의 양을 달리하면 수축·이완 운동을 조절할 수 있어 방향 전환이 가능하다. 옥토봇은 실리콘으로 만든 문어 모양의 로봇으로 연료통, 동력시스템, 구동부까지 모두 유연한 소재로 만들어졌다. 과산화수소수를 분해할 때 발생하는 산소 기체의 압력을 동력으로 한다. 즉 옥토봇은 50% 농도 과산화수소 용액 1㎖로 최대 12분 30초까지 움직일 수 있다.
매사추세츠 공과대가 공개한 수중 생물 탐사 물고기 로봇 ‘소피’는 로봇 옆에 지느러미 두 개가 탑재됐으며, 머리 부분을 포함해 물고기 뒷부분은 실리콘과 유연한 플라스틱으로 제작되었다. 김도환 교수팀은 실제 사람의 피부를 구성하는 촉각세포의 세포막 구조와 기계적 외부자극에 따라 발생하는 생체이온의 신호전달 메커니즘을 모방한 인공촉각세포를 구현함으로서, 넓은 압력범위 (0~140kPa)에서도 기존 소재 대비 약 30배 이상의 민감도 성능을 갖춘 전자피부 소재를 개발하였다. 소프트 로봇은 탐사, 구조부터 대화, 생체모사, 의료까지 다양한 분야에서 각광받고 있다. 전자피부를 활용하면 보다 다양한 모양의 소프트 로봇을 제작할 수 있다. 로봇의 움직임도 더욱 자유로워질 것이며 인간과의 상호작용도 원활해 질 것이다.
장재은 교수팀은 고통뿐만 아니라 거칠기, 부드럽기와 같은 촉각으로 느낄 수 있는 다양한 감각을 감지하기 위한 연구를 통하여 머신러닝 기술과의 융합 연구를 통해 사람처럼 느끼는 촉각 아바타 시스템을 개발하였고 3D 프린터를 이용하여 제작된 인공 손가락에 센서를 장착하여 측정을 진행 중이다.
2.7. 전자피부 기술의 발전에 대한 윤리적 고찰
각개약진으로 진행되는 연구들이 하나로 모아지고, 실제 생활에서 사용되기 까지는 상당한 시간이 걸리고 넘어야 할 산도 많을 것이다. 인체에 부착 혹은 삽입하는 전자피부의 경우 생체 부작용이 없어야 한다. 배터리도 문제다. 체온으로 전력을 생산하는 방식, 오징어 먹물로 만들어 독성이 없는 배터리 등 다양한 연구가 진행 중이다. 전자 피부 연구의 진척은 인간은 점차 전자 장치와 합성되고, 로봇과 기계는 인간과 닮아가는 경향을 보여주고 있다.
2001 년 미국의 어플라이드 디지털 솔루션사에서 쌀알 크기의 베리칩(RFID칩)을 눈에 잘 보이지도 않는 먼지 크기로 축소시킨 제품과, 스티커처럼 몸에 붙이는 형태의 칩을 개발하였다. 또한 몸에 문신처럼 새겨 넣어 분실의 염려가 사라진 새로운 형태의 전자칩이 등장하였는 데 소지한 사람들을 컴퓨터와 연결시켜 24시간 통제와 감시가 가능한 수준에 까지 이르렀다. 이는 전투기를 조종하는 파일럿에게 제일 먼저 도입될 예정이라고 하였다. 이들 두고 학자들은 최첨단의 IoT 기술들이 바로 ‘666 통제 세상’을 만드는 핵심 기술이라고 판단했었다.
즉 전자 피부는 일종의 '666표'를 경계해야 한다(조선일보 2016.09.19)는 기사에서 보듯 성경의 요한계시록 13장에 예언하고 있는 짐승의 표에 대한 말씀처럼(계 13:17) 매매의 기능과 신분확인의 기능을 갖춘 ‘베리칩(RFID칩)’이 짐승의 표의 원형(prototype)이 될 것이라고 종말론 학자들로 인하여 논란의 중심에 등장한 때가 있었다. 새로운 기술의 등장에 따른 상상력이 공포심을 유발하는 소재로 사용된 사례를 통해서 볼 때 기술발전과 더불어 발생될 수 있는 불필요한 논쟁 및 예측되지 않는 문제를 극복하는 과학철학도 함께 발전해야 할 것으로 판단된다.
3. 결론
인공 피부는 앞에서 살펴본 것처럼 주름을 제거하는 미용에서부터 웨어러블 기계, 유연 로봇공학까지 다양한 형태로 제작될 수 있다. 세계 각국에서 사람 피부에 IT(정보기술) 회로를 입히는 기술을 잇따라 선보이고 있다. ´전자피부´는 사물인터넷(IoT), 인공지능, 증강현실(AR), 빅데이터 등의 최신 기술과 결합해 다양한 시너지를 낼 것으로 전망된다. 소재와 IT기술의 융합의 진보가 더욱 활발해지는 것은 명약관화한 사실이므로 소모적인 경쟁에 치우치지 않고 더욱 다양하고 활발한 통섭이 기술발전의 지름길임을 다시금 인식하여야 할 것이다. 더불어 아직은 상용화된 제품들이 적지만, 지속적인 연구를 통해 제품으로 출시된다면 우리의 생활을 획기적으로 바꿔놓을 것으로 예상되고 있으므로 물질문명의 발달에 뒤쳐지지 않을 정신문명의 발달도 균형있게 이루어지기를 기대한다.
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