서울대 공대 홍용택 교수 연구팀
유연모듈화블록 신체부착형 제작

어드밴스드 사이언스 표지 이미지. [서울대 공과대학 제공]

손 관절의 움직임을 감지하는 ‘DIY(Do It Yourself)’ 방식의 웨어러블 기기가 개발됐다.

서울대학교 공과대학 전기정보공학부 홍용택 교수 연구팀은 유연 모듈화 블록 조립을 통해 신체 부착형 웨어러블 기기를 제작했다고 12일 밝혔다.

신체에 밀착해 근육과 관절의 움직임이나 생체신호를 감지하는 웨어러블 기기는 신체의 변형에도 성능 변화가 없는 전극을 하나의 신축성 기판 상에 집적해 왔다. 그러나 신체 구조나 크기가 남녀노소 및 인종 별로 다르기 때문에 개인별로 전체 시스템을 매번 새로이 설계하고 제작해야 하는 기술적 한계가 있었다.

이에 연구팀은 신호처리 회로, LED 디스플레이, 고민감도 센서, 신축성 전극 등 기능별로 모듈화된 유연 블록을 제작했다. 이로써 사용자가 자신의 신체 부위에 맞게 센서나 전극의 크기를 조절하고 원하는 곳에 부착할 수 있게 됐다.

유연 회로 블록은 플라스틱 기판 상에 잉크젯 프린팅을 통해 은 전극을 인쇄하고, 반도체칩이나 LED등을 집적해 설계됐다.

연구팀은 신호처리 회로 블록, 디스플레이 블록, 구부림 센서 블록, 신축성 전극 블록 등 주요 기능을 갖는 유연 모듈화 블록을 이용해 사용자의 신체 부위 위에서 산소 플라즈마 처리를 통한 접착 기술로 수 분 내에 전체 웨어러블 기기를 바로 조립할 수 있는 방법을 제시했다. 이러한 방식으로 손 마디의 관절 위치와 크기가 다른 다양한 사용자들의 손에서 관절의 움직임을 감지하는 신체부착형 기기가 제작됐다.

홍용택 교수는 “개인마다 다양한 신체 비율과 크기에 따라 매번 새로이 전체 시스템을 설계해야 하는 기존 신체부착형 기기 제작 기술의 한계를 극복하기 위해 이 연구를 시작했다”며 “해당 기기는 기존의 기기들과 비교해 관절의 움직임을 높은 정확도와 향상된 성능을 감지했다”고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 온라인판에 최신 게재됐으며 표지 이미지로도 선정됐다.

이정아 기자/dsun@heraldcorp.com