KAIST 조영호 교수 "체온, 땀, 맥파 측정…정신건강 점검"

피부 온도와 땀, 맥파 등을 측정해 스트레스 등 정신건강 상태를 점검할 수 있는 피부 부착형 패치를 국내 연구진이 개발했다.

한국과학기술원(KAIST)은 19일 바이오 및 뇌공학과 조영호 교수 연구팀이 피부에 나타나는 세 가지 감정 징후인 피부 온도, 땀 분비, 맥파 등 다중 생리적 데이터 변화를 하나의 피부 부착형 패치로 측정하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

피부 부착형 유연 스트레스 패치를 손목에 부착한 모습. [KAIST 제공]

기존 스트레스 측정을 위한 데이터 분석은 맥파 등 하나의 생리적 데이터만 분석하기 때문에 운동이나 더위, 추위, 심혈관 질환 등 스트레스 외의 다른 생리적 상태에 의한 영향을 구분하는 데 한계가 있었다.

연구진은 이 연구에서 우표 크기(25㎜X15㎜X72㎛)의 패치에 피부 온도 센서와 피부 전도도 센서, 맥파 센서를 다층구조로 집적한 피부 부착형 스트레스 패치를 제작했다.

이 패치는 피부 접촉면적이 기존 측정 패치의 125분의 1로 줄고 소재도 유연한 압전물질과 유연한 지지층을 사용해 유연성이 기존 패치보다 6.6% 증가한 반면 압전감도는 57% 향상됐다.

피부 부착형 유연 스트레스 패치의 실제 크기. [KAIST 제공]

특히 이 피부 부착형 스트레스 패치는 맥박이 뛸 때 생기는 압력으로 스스로 전기를 만들어 공급할 수 있어 외부 전원이나 배터리 없이 사용할 수 있다.

연구진은 "이 패치는 기존 웨어러블 기기에 쉽게 연결할 수 있고 전원이 필요 없어 산업적 응용가치가 크다"며 "감정과 스트레스 징후를 연속적으로 측정해 개인의 감정 관리 및 정신건강 증진에 도움이 될 것"이라고 말했다.

조영호 교수는 "미래사회에서는 인간의 지능과 신체 건강뿐 아니라 고차원적 감정 조절과 정신건강 관리의 중요성이 크게 부각될 것"이라며 "이 기술은 인간과 기계 간 교감을 통해 정신적 만족감을 더해 삶의 질을 향상하려는 감성 교감 기술"이라고 말했다.

미래창조과학부 신기술융합형 성장동력사업의 지원으로 수행된 이 연구 결과는 국제학술지 '사이언티픽 리포트'(Scientific Reports, 3월 23일자) 온라인판에 게재됐다.(연합)