[에듀플러스]박재영 광운대 교수팀, 통기성 센서 패치 개발

박재영 광운대 교수 연구팀. (사진=광운대)

광운대학교는 박재영 전자공학과 교수 연구팀이 관절운동과 같은 인체활동을 실시간 연속 모니터링할 수 있는 고성능 인장센서 패치를 성공적으로 개발했다고 2일 밝혔다.

박 교수 연구팀은 초고감도와 높은 기계적 신뢰성, 그리고 신축성을 확보하여 웨어러블 의료 및 헬스케어, 게임, 스포츠, 로봇 등에 실용화 가능성을 높였다. 통기성 확보를 통해 피부 센서 인터페이스에서 열 발산과 땀 증발이 쉽게 이뤄지도록 했다.

최근 저항형 혹은 용량형 압력 혹은 인장센서를 유연기판에 집적화해 다양한 생체신호 정보의 측정 및 모니터링을 통한 웨어러블 디지털 의료 및 헬스케어 사물인터넷 (IoT) 응용 연구가 활발히 진행 중이다. 그러나 이러한 센서들은 호흡과 같은 미세한 인체 움직임부터 인체활동까지 동시에 측정하는데 한계가 있고, 신축성이 낮고 통기성이 없어 장시간 사용 시 성능의 열화 및 데이터의 정확성 확보에 한계가 있었다.

개발된 센서는 적절한 방열 및 땀 방출 특성을 갖추었기 때문에 센서의 성능 편차 및 피부 염증을 일으킬 수 있는 국부적 가열을 피하는 데 효과적이었다. 센서의 소수성 특성은 다양한 온도 조건에서도 최대 70% 습도까지 안정적이고 최소한의 신호 변화를 보장해 다양한 환경에서 신뢰할 수 있는 성능을 보였다.

광운대 측은 “연구팀은 개발된 센서를 활용하여 관절 운동, 동맥 진동 및 호흡 패턴을 실시간 연속적으로 모니터링하는 데 성공적으로 시연했다”며 “피트니스 추적, 재활 장치 및 디지털 의료 시스템 등에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다”고 전했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 재원으로 한국연구재단 중견연구자 지원(RS-2024-00351167) 및 한국산업기술진흥원의 산업기술혁신사업 (RS-2022-00154983, 저전력 센서와 구동을 위한 자립형전원 센서 플랫폼 개발)의 지원으로 수행했다. 연구 결과는 화학공학분야 최고 수준의 세계적 학술지인 엘시비어(Elsevier) 출판의 케미컬엔지니어링저널(Chemical Engineering Journal, IF: 15.1)'에 논문이 게재됐다.

이지희 기자 easy@etnews.com