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곽현수(포항공과대학교 기계공학부)
2022-07-19
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높은 민감도와 유연성은 다양한 분야에서의 적용 사례를 낳았습니다. 특히, 높은 민감도는 인간의 건강을 효과적으로 감지할 수 있으며, 인체 친화적인 폴리머를 사용할 수 있다는 점은 심장박동, 맥박과 호흡과 같은 생리 신호 감지를 통해 인체의 건강상태를 실시간으로 반영할 수 있습니다. 심박수의 경우 인체 외부에서는 미세한 움직임으로 나타나며 이를 피부에 부착하기에는 균열 기반 스트레인 게이지가 적합하여 많은 시도가 있었습니다. Fig 1.a ~ e과 같이 손목, 가슴 부근 등에 부착된 사례가 있었으며 모두 높은 강도의 운동 중에도 정확하게 맥동을 정확하게 측정하는 모습을 보였습니다. 또한 f와 같이 인중 아래에 부착하여 호기 유동을 감지하여 호흡 속도를 측정하여 심장병, 수면 무호흡증과 같은 여러 질병을 조기에 진단할 수 있습니다.  건강 측면뿐만 아니라 높은 유연성으로 인해 웨어러블 디바이스에도 사용될 수 있는 가능성을 확인할 수 있는 다양한 적용 사례도 보고 되었습니다. 웨어러블 디바이스는 인간의 신체 변화를 입력하고 컴퓨터 연산 처리를 통해 사용자에게 적합한 출력 값을 주어야 합니다. 이를 위해서는 신체 변화 입력을 위해 온도, 소리, 움직임 등을 감지해야 하며 움직임 만 아니라 소리로 인한 미세한 떨림도 균열 기반 스트레인 게이지는 감지할 수 있습니다. Fig. 2에서는 사람의 목에 스트레인 게이지를 부착하고 “Hello”, “How are you” 등 다양한 음성에 따른 저항 변화를 확인하였습니다. “Hello”의 경우, 두 음절을 가지는 문장으로 실제 저항 변화 그래프에서 두 번의 극대 값이 확인되었으며, “How are you”는 세 음절의 문장으로 세번의 극대 저항이 측정되었으며 추가적인 연산처리과정이 있다면 음성을 녹화도 가능하다는 것을 보여주었습니다. 연구자들은 여기에 멈추지 않고 미래에는 사람의 음성뿐만 아니라 표정까지 모두 얻어올 수 있을 것 같습니다.  연구자들은 멈추지 않고 눈 밑에 균열 기반 스트레인 게이지를 부착하여 표정의 변화를 측정하였습니다. Fig.3.c,d와 같이 사람의 눈 깜빡임뿐만 아니라 시야에 따른 눈꺼풀의 움직임 심지어 기분에 따른 스트레인 게이지의 저항 변화를 모두 측정하였고 그에 따라 모두 다른 결과 값을 출력하는 것을 확인하였고 그에 따라 균열 기반 스트레인 게이지의 폭 넓은 적용 가능성을 확인할 수 있었습니다.  마지막으로, 어떤 이들에게는 징그러운 존재로만 여겨진 작은 동물, 거미의 다리는 불과 10년만에 사람의 감정과 건강을 읽을 수 있는 수단으로 진화되었습니다. 이렇듯 자연은 연구자들에게 영감을 주고 이를 다양한 분야로 적용하는 것을 확인할 수 있었습니다. 여러분도 자연에서 하찮거나 당연하게 생각되는 현상을 그냥 지나치지 말고 한번쯤 생각해보는 습관을 가진다면 세상을 한발짝 나아가게 하는 동력이 될 수 있을 것입니다.  |
- 스트레인 게이지
- 연산처리과정
- 웨어러블 디바이스
- 컴퓨터 연산 처리
- 균열 기반 스트레인 게이지
전체댓글 1
최치영2022.08.02
미세공정 과 미생물에 적용하고 고장력구조나 구조물의 응용이라 생각하고
들어 와서 보고는
웨어러블 디바이스나 미생물 분야,유전자 등에도 활용이 되고
실현이 되어 가는 성과를 보고 느끼는 점이 많아요.
잘 보고 갑니다
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