종이접기에서 영감을 받은 늘어나는 센서

(Researchers at the USC Viterbi School of Engineering looked to origami to create new sensors that could someday be employed to detect deformations in organs and also for use in wearables and soft robotics. Credit: The Zhao Research Group, USC Viterbi School of Engineering)

종이접기는 누구나 할 수 있는 쉽고 재미있는 놀이인 동시에 과학자와 엔지니어들에게도 영감을 주고 있습니다. 평면을 입체로 만들거나 작게 접은 후 펼칠 수 있는 장치를 개발하는 데 도움이 될 수 있기 때문입니다.

남캘리포니아 대학 비터비 공대 (USC Viterbi School of Engineering)의 연구팀은 종이접기 방식을 이용해 늘어나고 변형되었다가 다시 원상 복귀될 수 있는 센서를 개발했습니다.

물론 현재도 늘어났다가 다시 원상 복귀되는 스크레처블 센서 (stretchable strain sensor) 는 존재하지만, 대부분 고무 소재로 만들어져 여러 번 쓰다보면 결국 변형되어 쓸 수 없게 됩니다.

연구팀은 좀 더 변형에 강한 금속 소재를 종이접기처럼 접어 본래 형태로 돌아오는 힘을 늘렸습니다. 종이는 한번 늘어나면 잘 돌아오지 않지만 금속은 그보다 변형에 강하다는 점을 이용한 것입니다. 이 금속 센서는 전기장 안에서 늘어나면 전기가 유도되는 방식으로 움직임을 감지합니다.

연구팀은 이 센서가 관절처럼 굴곡이 있고 반복적인 움직임이 있는 부위의 움직임을 감지하는 데 더 유용하다고 주장했습니다. 얇게 만들어 내부 장기의 움직임을 감지하거나 혹은 소프트 로봇의 움직임을 감지하는 센서로 만들수도 있습니다.

실용화 가능성은 두고봐야 알겠지만, 종이접기가 공학에 영감을 준 또 다른 사례로 보입니다.

참고

https://phys.org/news/2023-08-origami-disease.html

Xinghao Huang et al, High-Stretchability and Low-Hysteresis Strain Sensors Using Origami-Inspired 3D Mesostructures, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adh9799. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adh9799

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