DGIST 송철 교수팀, 초정밀 힘·깊이 동시 측정 센서 시스템 개발

(좌측부터)DGIST 송철 교수, Harvard Medical School 임진택 박사, DGIST 조기찬 박사과정생./DGIST 제공

DGIST 로봇및기계전자공학과 송철 교수 연구팀이 미세한 힘과 깊이 정보를 동시에 측정할 수 있는 광간섭계 기반 센서 시스템을 개발했다. 이 기술은 의료 시술 및 정밀 로봇 분야에 혁신을 가져올 것으로 기대된다.  

연구팀은 빛의 간섭 현상을 활용한 ‘광간섭계’ 기술을 응용해 센서를 제작했다. 특히 의료 영상 기술인 ‘OCT(광결맞음 단층촬영)’와 정밀 측정용 ‘패브리-페로 간섭계’ 원리를 결합해 높은 정확도를 구현했다. 여러 센서를 제작해도 성능이 일정하게 유지되는 것을 확인했다.  

기술 검증을 위해 돼지 눈에 실험한 결과, 센서가 장착된 시술용 바늘이 눈의 공막과 망막을 정확히 관통하면서 깊이와 힘을 동시에 감지하는 데 성공했다. 또한, 시술자의 바늘 삽입 속도가 불규칙해도 안정적인 측정이 가능했다.  

기존 기술은 탐침(프로브)이 크고 사용이 불편했으나, 이번 광섬유 기반 센서는 소형·경량화되면서도 힘과 깊이 측정 기능을 통합했다. 이는 센서의 실용성과 적용 범위를 크게 확장한 것으로 평가된다.  

송철 교수는 “이 기술로 수술용 바늘이 눈의 각막이나 망막에 미세 구멍을 안전하고 정밀하게 뚫을 수 있게 됐다”며 “향후 임상 적용 안전성 검증과 함께 정밀 수술, 로봇 촉각센서 등으로 기술을 발전시킬 계획”이라고 밝혔다.  

연구팀은 산업통상자원부 로봇산업기술개발사업의 지원을 받아 이번 연구를 수행했으며, 결과는 메카트로닉스 분야 권위지 ‘IEEE/ASME Transactions on Mechatronics’에 게재됐다. 해당 기술은 초정밀 약물 주입기, 수술용 의료기기, 로봇 센서 등으로의 활용이 기대된다.

/김락현기자 [e-mail]