Recently, tactile sensor researches for measuring pressure and strain, which are tactile sensations felt by humans, are being actively conducted. The tactile sensor can be used in various fields such as healthcare devices, touch screen, robotics. Conventional tactile sensor research has been conducted to enhance the sensitivity, sensing range, and reaction time of the sensor. However, in order to commercialize the tactile sensor, there are some challenges to be solved. Current tactile sensors have low uniformity and high hysteresis and they lower reliability of the sensor signal. In addition, previous reported tactile sensors are sensitive to various physical stimuli. In this case, it is not possible to accurately determine the external stimulus, because it is not possible to detect which stimulus induced the sensor signal. Therefore, the tactile sensor that is sensitive to only one stimulus is required.
In this study, a piezoresistive pressure sensor with high uniformity (sensitivity error range of 0.87 %) and low hysteresis (2.0 %) was fabricated using microfluidic system and chemical bonding of conductive materials. In addition, pressure insensitive strain sensor was fabricated using porous structure. Sensors fabricated in this study have suggested ways to solve problems that have not been solved in the field of tactile sensors, and they are expected to be used in various fields in the future.
최근 인간이 느끼는 촉감인 압력, 인장력 등을 측정하기 위한 촉각 센서 연구가 활발히 진행되고 있다. 촉각 센서는 헬스케어 장비, 터치패널, 로봇틱스 등 다양한 분야에서 활용 될 수 있다. 기존의 촉각 센서 연구는 센서의 민감도나 측정 범위, 반응 속도 등을 향상 시키기 위한 방향으로 진행되어왔다. 하지만 실제로 촉각 센서가 상용화되기 위해서는 해결해야할 문제점들이 있다. 현재의 촉각 센서들은 센서의 균일성이 떨어지며 높은 이력 현상을 보인다. 이러한 특성은 센서 신호의 신뢰도를 떨어뜨리기에 최소화 되어야한다. 또한 현재까지 보고 된 촉각 센서들은 다양한 물리적 자극에 반응하는 특성을 보인다. 이 경우 어떠한 자극에 의해 센서의 신호가 발생했는지 인지할 수 없기 때문에 외부 자극을 정확히 측정할 수 없다. 따라서 하나의 자극에만 반응하는 촉각 센서가 요구된다.
본 연구에서는 미세유체시스템과 표면 화학결합을 활용하여 높은 균일성(민감도 오차 범위 0.87%)과 낮은 이력 현상(2.0 %)을 보이는 압저항 압력센서를 제작하였으며, 다공성 구조체를 활용하여 압력에 둔감하고 인장력에만 반응하는 인장력 센서를 제작하였다. 본 연구에서 제작 된 센서들은 현재 촉각 센서 분야에서 해결되지 않은 문제점을 개선 시킬 방법을 제시하였으며, 향후 다양한 분야에서 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.
