반창고처럼 붙여 신체를 실시간 체크하는 센서 개발
반창고처럼 붙여 신체를 실시간 체크하는 센서 개발
  • 한국과학경제
  • 승인 2019.12.23 22:53
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뱀의 움직임, 거미줄 구조, 종이 공예의 특징을 모사한 복합구조 설계로 센서의 안정성을 대폭 개선
생체진단 외 스마트 피부, 의류 및 가축 진단 등 다양한 분야 활용 기대돼
다양한 자연 모사 구조 (뱀의 구불거림, 거미줄, 종이공예의 복합 구조)를 통해 기계 및 전기적 안정성을 높힌 센서 구조를 설계하여 일상적인 움직임 (눌려짐, 당겨짐, 잡혀짐, 비틀어짐 등) 및 땀 등의 피부 분비물을 통한 피부의 변형에 안정적으로 대응하는 피부 부착형 센서 플랫폼
다양한 자연 모사 구조 (뱀의 구불거림, 거미줄, 종이공예의 복합 구조)를 통해 기계 및 전기적 안정성을 높힌 센서 구조를 설계하여 일상적인 움직임 (눌려짐, 당겨짐, 잡혀짐, 비틀어짐 등) 및 땀 등의 피부 분비물을 통한 피부의 변형에 안정적으로 대응하는 피부 부착형 센서 플랫폼
일상적인 움직임 (눌려짐, 당겨짐, 잡혀짐, 비틀어짐 등)에 따른 피부의 최대 변형률 범위 (최대 30%)에서의 센서의 변형 모습과 이에 따라 발생하는 내부 응력 분포와 크기; 피부의 최대 변형 환경에도 센서 구조에 발생하는 최대 내부 응력의 크기가 매우 작음
일상적인 움직임 (눌려짐, 당겨짐, 잡혀짐, 비틀어짐 등)에 따른 피부의 최대 변형률 범위 (최대 30%)에서의 센서의 변형 모습과 이에 따라 발생하는 내부 응력 분포와 크기; 피부의 최대 변형 환경에도 센서 구조에 발생하는 최대 내부 응력의 크기가 매우 작음

 

한국과학경제=윤혜민 기자】 국내연구진이 24시간 실시간으로 생체 신호와 특정 움직임을 모니터링 할 수 있는 ‘피부 부착 패치형 건강 진단 센서 시스템’을 개발했다. 센서를 반창고 붙이듯 간단하게 피부에 부착해 건강 정보를 수집할 수 있어 향후 다양한 분야에서의 활용이 기대된다.

웰빙시대에 발맞춰 다양한 웨어러블 헬스케어 소자 연구가 진행 중이다. 하지만 인간의 다양한 움직임과 땀과 같은 분비물처럼 신체 생체정보 수집에는 수많은 장애물들이 존재해, 관련 상품 개발에는 많은 어려움이 있어왔다.

이에 따라 DGIST 정보통신융합전공 권혁준 교수는 성균관대 김선국 교수 연구팀과 함께 격렬한 운동이나 긴박한 응급 상황처럼 다양한 상황 속에서도 안정적인 생체 정보 수집을 가능케 하는 센서 개발에 집중했다.

그 결과, 일상생활에서 볼 수 있는 다양한 구조를 레이저로 정밀하게 제작, 신체 정보를 수집하는 센서의 안정성을 높이는데 성공했다.

권 교수팀은 구불구불 기어가는 뱀의 형상과 거미줄 구조에 착안해 큰 신체 움직임에도 센서가 손상없이 작동할 수 있는 안정적인 구조를 구현했다. 더 나아가, 지그재그 모양의 종이 공예 구조를 응용해 센서가 수직방향으로 갖는 신축성을 크게 향상시켜 인체의 격렬한 움직임에도 견딜 수 있도록 했다.

또 이번에 개발된 패치형 센서는 생체 친화적인 방수 재질로 제작돼 피부에 잘 부착되지 않아 정확한 정보를 얻기 힘든 문제점을 개선했다. 추가적으로 블루투스로 스마트폰과 연결이 가능해, 신체정보를 24시간 클라우드서버에 저장할 수도 있다. 이는 지속적인 관리가 필수적인 영유아와 독거노인, 위험한 환경에 노출되는 군인, 소방관 등 다양한 응급상황에 신속한 대처가 가능하도록 해 줄 것으로 기대된다.

권혁준 교수는 “이번 센서 개발에 있어서 격렬한 신체 움직임에도 견딜 수 있는 구조적인 안정성과 피부 밀착력을 함께 확보하는 것이 관건이었다”며 “반창고 붙이듯 붙이기만하면 다양한 인체정보를 수집할 수 있어 매우 유용하며, 향후 가축과 같은 동물들의 질병 관찰과 모니터링에도 적용 가능 할 것으로 기대된다”고 말했다.

이 연구는 전기전자 분야 세계적 학술지인 IEEE(Transaction on Industrial Electronics) 온라인판에 11월 6일 게재됐다.


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