경기도 지원 성대 연구진, 신축 센서 활용 헬스케어 실시간 모니터링 시스템 개발

성균관대학교 김선국 교수(신소재공학부)는 경기도 지역협력연구센터(GRRC)와 산학협력 사업을 진행 중인 성대 융복합 센서 소재공정 플랫폼의 지원을 받아 유연하면서도 신축성을 갖는 패치형 다기능 센서 시스템을 개발했다고 14일 밝혔다.

김 교수 등 연구진은 기존 웨어러블 헬스케어 디바이스의 장시간 사용 시 불편함과 피부 밀착도가 낮아 정확한 생체 신호 모니터링이 어려운 한계점을 극복하고자 피부에 완전히 밀착하여 보다 정확한 생체 신호(온도, 습도) 모니터링이 가능한 패치 형태의 센서 시스템 개발에 나섰다.

연구진은 새로운 신축 구조인 키리가미(kirigami)-서펜타인(serpentine) 구조를 제안했다. Z축으로 신축이 가능한 키리가미 구조와 X, Y축으로 신축이 가능한 서펜타인 구조를 결합하여 X, Y, Z 축에 대한 신축성을 모두 확보할 수 있다는 것이다.

피부에 완전히 밀착시키기 위한 웨어러블 패치는 착용성을 고려하여, 피부에 밀착하되 움직임에 제약을 주지 않도록 피부 친화적이면서 방수성을 갖는 다공성 실리콘(Si) 점착제((주)티엔앨 제공)로 구성하여 센서 시스템을 구현하였다.

개발된 센서 시스템은 무선통신 모듈을 탑재하여 스마트 폰 애플리케이션과 연동하여 실시간으로 생체신호(온도, 습도)의 변화를 모니터링 할 수 있다고 한다. 이는 지속적인 관찰이 필요한 신생아, 노약자, 운동선수 등의 생체 신호를 모니터링하여 응급상황을 빠르게 감지하고 대처할 수 있도록 하는 데 유용하게 응용될 수 있을 것으로 연구진은 기대했다.

연구진은 기업에 기술 이전을 추진하는 한편 대형병원과의 임상연구를 통해 인허가를 위한 후속연구를 진행할 계획이라고 밝혔으며, 이번 연구의 성과는 전기·전자 분야 세계적 학술지인 IEEE(Transaction on Industrial Electronics)에 게재 되었다.

경기도 지역협력연구센터(GRRC) 사업은 경기도가 연구개발 인력이 부족한 중소기업을 지원하기 위해 도내 대학 연구소와 중소기업을 연결, 기술개발 활동을 지원하는 산·학 협력모델이다. 도는 2017년부터 이번 연구를 맡은 성대 융복합 센서 소재공정 플랫폼 센터에 도비 16억 3000만 원을 지원해 연구를 도왔다.

박해식 동아닷컴 기자 pistols@donga.com