Recently, research on flexible strain0 sensor that can be used as wearable sensor has attracted much attention. In particular, many nanomaterials-based sensors have been developed to be used as a strain sensor that can be attached to a human body. The principle of conventional flexible strain sensors is either a resistance method or a capacitance method. Conventional strain sensors have limitations in that the stability of the sensor signal is limited when the sensor is used for a long time in the resistance method, and the low sensitivity and effect from the environmental conductive material in the capacitance method. In order to solve these problems, we proposed a flexible strain sensor using a new method in which the light transmittance of the flexible material changes according to the strain. This sensor uses the principle that the light transmittance changes as cracks are formed and propagated in the carbon nanotube film embedded Ecoflex as the external tensile is applied. The sensor has a high sensitivity (~ 31.66) in the strain range 0~100% and stable response against repeated loading over a long period of time(13,000cyclic loading), and it can measure tensile strain over a wide measuring range (~ 400%). In order to utilize the sensor as wearable device, a soft package with LED and photodetector was fabricated, and using the package, it is possible to measure the bending degree of the finger and transfer to the robot arm control. It is also shown that the sensor can be used as a posture sensor using 3-axis soft packaged strain sensor.
근래에 웨어러블 센서로 사용이 가능한 유연 인장센서에 대한 연구는 많은 관심을 받아오고 있다. 특히 인체에 부착 가능한 인장 센서로 이용되기 위해서 전도성 나노물질이 포함된 나노 유연물질 기반의 센서들이 많이 개발되어왔다. 기존의 인장센서들은 한계점을 갖고 있는데, 저항 방식의 경우 장시간 사용시 센서 신호의 안정성이 낮고, 정전용량방식은 민감도가 낮으며 주변 환경에 의해 신호의 간섭이 많이 발생한다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 본 연구에서는 광투과도 변화 방식의 인장 센서를 제안한다. 본 센서는 탄소 나노튜브가 탄성중합체에 함침되어 있어 외부 인장이 가해짐에 따라 탄소 나노튜브 필름에 크랙이 형성되면서 광 투과도가 변화하는 원리를 이용한다. 센서는 0~100% 인장 범위에서 높은 민감도( ~31.66) 와 13,000 번의 장시간 반복 로딩에 대한 안정성을 보이며, 넓은 측정 범위 (~400%)를 갖는다. 본 센서를 웨어러블 디바이스로서 활용하기 위해 광원과 광측정기를 통합시킨 소프트 패키지를 제작하였고, 이를 통해 손가락의 굽힘정도 측정이 가능하며, 로봇 모션으로 이를 연동시킬 수 있다. 또한 3축 인장 센서로 패키지 하여 본 센서가 목의 자세 교정 센서로도 활용 가능함을 보였다.
