피부에 부착 가능한 구동기는 극심한 변형 하에서 피부에 맞게 형태를 순응시키는 데 필요한 견고한 접착력과 고정밀 피드백을 요구하며, 다양한 실제 응용을 위해 감쇠 효과를 최소화하면서 매끄럽게 통합되어야 한다. 현재의 경질 햅틱 인터페이스와 연성 유전체 재료는 특정 공진 주파수 범위에서만 효과적으로 작동할 수 있으며, 인간의 피부와 기계적 불일치가 존재하여 변형이 큰 신체 부위에서의 효율이 저하되고 진동 피드백의 정확도도 감소한다. 또한, 본질적으로 신장 가능한 유전체 재료는 층 통합으로 인한 과제와 단일 이방성 아키텍처에서 비롯되는 상당한 감쇠 문제에 직면해 있다. 여기에서는 다상(multiphasе) 유전체 아키텍처를 갖는 본질적으로 신장 가능한 피부 부착 구동기(ISSA)를 제시하며, 등방성 스프링 매트릭스와 이방성 탄성 감쇠기 매트릭스를 결합하여 공진 주파수 이후에도 안정적인 진동 성능을 달성한다. 혼성 1D/0D 퍼콜레이션(percolated) 구조를 갖는 본질적으로 신장 가능한 전극은 500%를 초과하는 변형 하에서도 적응성과 신뢰성 있는 성능을 보장하는 한편, 개구리에서 영감을 받은 접착층은 피부의 순응성과 통기성을 향상시켜 극심한 변형에서도 견고한 전단 강도(≈28.4 kPa)를 제공한다. 이와 같은 매끄럽게 통합된 설계와 초저 탄성률(<24 kPa) 덕분에 피부-접착 구동기는 인체 피부에 매우 밀착하며, 생체적합성과 내구성을 확보하면서도 높은 진동 가속도를 전달한다. 이는 연성 로보틱스, 인간-기계 인터페이스 및 햅틱 기술과 같은 변혁적 응용을 위한 것이다.

본 논문(논문 번호 2503781)에서 Gwanghyun Jo, Tae-Heon Yang, Changhyun Pang 및 공동연구자들은 극심한 신장과 굽힘 하에서도 높은 충실도의 진동을 전달하는 부드러운 피부 부착형 액추에이터를 보고한다. 이 액추에이터는 이방성 다(多)상 미세구조를 갖는 유전체 층을 포함하며, 신장 가능한 전극과 생체 모방 접착 인터페이스가 원활하게 통합되어 공진 주파수 이후에도 안정적인 진동 성능을 가능하게 하고 피부에 대한 순응적 접촉을 제공한다. 이러한 플랫폼은 소프트 로보틱스, 인간–기계 인터페이스, 몰입형 햅틱 기술을 위한 신뢰할 수 있는 해법을 제공한다.