손목시계같은 '땀 측정기' 맞춤형 '건강 온도' 찾는다

KAIST, 손목시계형 개인별 열적 쾌적감 측정기 개발
손목시계형 쾌적감 측정기. 직경 35mm 두께 25mm 배터리 포함 무게 30g으로 자동 환기 기능을 갖추고 있어 연속 측정이 가능하다.<사진=KAIST>손목시계형 쾌적감 측정기. 직경 35mm 두께 25mm 배터리 포함 무게 30g으로 자동 환기 기능을 갖추고 있어 연속 측정이 가능하다.<사진=KAIST>

손목시계형 땀 측정기 개발로 개인에게 맞는 최적의 건강 온도를 유지할 수 있을 전망이다.

KAIST(총장 신성철)는 조영호 바이오및뇌공학과 교수 연구팀이 손목의 땀을 측정해 인간의 개인별 열적 쾌적감을 측정할 수 있는 손목시계형 쾌적감 측정기를 개발했다고 1일 밝혔다.

사람은 누구나 더위를 느끼면 땀 발생이 늘고 추위를 느끼면 땀 발생률이 감소한다. 때문에 동일한 환경에서 개인별 땀 발생률을 측정하면 개인별 더위와 추위 상태를 판별해 건강한 쾌적온도를 측정할 수 있다.

보통 사용되는 냉, 난방기는 공기의 습도와 온도를 일정하게 유지하며 동작한다. 하지만 동일한 온도와 습도라도 개인별 체질과 기후환경에 따라 개인마다 느끼는 추위와 더위 상태는 다르다.

연구팀은 인간이 느끼는 더위나 추위 정도에 따라 땀 발생률이 변화하는 점에 착안해 손목시계형 작은 크기의 측정기를 개발했다.

측정기는 밀폐된 챔버가 피부에 부착됐을 때 습도가 증가하는 비율을 통해 땀 발생률을 측정하는 방식이다. 크기는 직경 35mm, 두께 25mm, 배터리 포함 무게 30g으로 자동 환기기능을 갖추고 있다.

기존 측정기 대비 무게는 절반 이하(47.6%) 47.6%, 소비전력은 12.8%에 불과하다. 6V 소형 손목시계용 배터리로 4시간 동작하며 사람의 걸음에 해당하는 공기흐름인 0~1.5m/s에서 안정적으로 작동해 포터블, 웨어러블 기기로 사용할 수 있다.

특히 피부에 챔버가 완전히 부착된 후 측정하기 때문에 외부 공기나 인간의 움직임에도 안정적으로 땀 발생률을 측정한다. 또 환기구동기를 집적해 연속적으로 측적하며 소형 열공압 구동기로 챔버를 피부위로 들어올려 자동 환기도 가능하다.

연구팀은 이번 기술을 이용, 인간과 교감 기능이 뛰어난 새로운 개념이 인지형 냉, 난방기를 제작할 예정이다.

조영호 교수는 "이번 기술 개발로 개인별로 쾌적감을 판단할 수 있어 인간의 신체적 건강과 정신적 건강, 감정상태 관리를 통해 향후 인간과 기계의 감성 교감도 가능 할 것"이라고 말했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부의 중견연구자지원사업을 통해 수행됐으며 국내특허로 등록을 완료했다. 심재경, 윤성현 연구원의 주도로 개발한 이번 성과는 융합, 과학 분야의 네이처 자매지 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 1월 19일자에 게재됐다.
 (a) 전체도 (b) 저면도 (c) 단면도 (b의 A-A’) (d) 습도챔버 및 습도센서 확대도.<사진=KAIST> (a) 전체도 (b) 저면도 (c) 단면도 (b의 A-A’) (d) 습도챔버 및 습도센서 확대도.<사진=KAIST>

 
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