국내 연구진, 피부에 정확히 밀착 가능한 스마트센서 개발

최태우 기자 / 기사승인 : 2019-12-13 15:18:43
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성균관대·KETI 연구팀, 유연패치 활용한 센서로 생체신호 실시간 측정 성공
▲ 연구진이 개발한 패치형태의 생채 신호 모니터링 센서 개념도와 실제 이미지

[IT비즈뉴스 최태우 기자] 한국연구재단이 성균관대 김선국 교수 연구팀과 한국전자부품연구원(KETI)의 이성호·이민구 연구원이 피부에 부착하는 유연패치 형태의 센서로 최장 7일간 실시간으로 생체신호 모니터링이 가능한 시스템 개발에 성공했다고 밝혔다.


연구팀은 착용자의 움직임에도 불구하고 안정적으로 피부 표면의 온·습도, 착용자의 동작을 포착할 수 있는 새로운 디자인의 고감도 생체신호 모니터링 센서를 개발했다.

구불구불한 형상의 서펜타인 구조를 통해 x축과 y축 방향으로 유연성을 확보하고 z축에 대해서도 신축성을 부여해 패치가 보유한 응력의 최대 200%까지 압력을 가해도 기계·전기적으로 안정성을 유지하도록 설계했다.

체변화를 모니터링, 질병의 초기신호를 감지할 수 있는 웨어러블 디바이스에 관한 연구가 활발히 진행되고 있지만 장시간 사용하기 불편하거나 피부에 잘 밀착되지 않아 정확한 모니터링이 어려웠다.

연구팀은 착용성을 고려해 피부에 밀착돼 압착이나 늘어나는 움직임에 제약을 주지 않도록 피부 친화적이면서 방수성을 보유한 다공성 실리콘 점착제로 된 패치에 해당 센서를 구현하는 데 성공했다.

생체 친화적이며 피부에 적합한 점착성을 가진 실리콘을 활용했으며 식약처 기준에 준하는 생물학적 안전성이 확보된 패치를 사용했다는 설명이다.

 

▲ (왼쪽부터) 성균관대 김선국 교수, 한국전자부품연구원(KETI) 이성호, 이민구 연구원
피부의 온도 변화에 따라 나타나는 신축성 백금센서의 저항변화를 이용해 20~50범위에서 0.2 이내의 오차범위로 온도를 측정할 수 있도록 구성했다. 또 스마트폰 앱을 통해 실시간으로 신호변화를 확인할 수 있도록 무선통신 모듈도 함께 구현했다.

성균관대 김선국 교수는 “현재 개발된 유연패치 기반의 유연·신축성 스마트센서 시스템을 통해 추후에는 헬스케어는 물론 웨어러블 전자·의학 분야, IoT 애플리케이션에 활용 가능하도록 다양한 연구에 나설 계획”이라고 밝혔다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원 사업 및 바이오의료기술개발사업의 지원으로 수행된 해당 연구 성과는 ‘IEEE Transaction on Industrial Electronics’에 11월6일 게재됐다.

 

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