육군 소령이 직접 주도… 3D 프린팅 기반 전자섬유로 개인화된 군사 훈련 시대 열어

‘그려 넣는 회로’, 전투복이 똑똑해진다

KAIST(총장 이광형) 신소재공학과 스티브 박 교수 연구팀이 육군 박규순 소령(박사과정)과 함께 웨어러블 전자섬유 플랫폼을 세계 최초로 구현하며, 개인 맞춤형 군사훈련의 기술적 기반을 마련했다. 이번 성과는 3D 프린팅 기술과 신소재 공학을 결합한 ‘직접 잉크 쓰기(Direct Ink Writing, DIW)’ 방식으로 섬유 위에 전자회로를 직접 인쇄하는 방식이다.

연구 결과는 세계적 학술지 npj Flexible Electronics 2025년 5월 27일자에 게재되었으며, 군사적 활용성과 과학기술적 기여를 동시에 인정받았다.

개인별 움직임 데이터 실시간 수집 – 정밀 훈련 모델 구현

연구팀은 해당 플랫폼을 활용해 전투복의 어깨·팔꿈치·무릎 부위에 인장·굽힘 센서를 인쇄하고, 달리기, 팔굽혀펴기, 점프 등 실제 훈련 동작의 데이터를 실시간 측정했다. 또한 스마트 마스크로 호흡 패턴을 모니터링하고, 전자장갑을 통해 물체 인식 및 촉감 정보 인지까지 가능하다는 것을 실험적으로 증명했다.

이는 훈련자의 생체정보를 기반으로 개인 맞춤형 피드백과 교정이 가능한 ‘디지털 전투훈련 모델’의 기반 기술로 평가된다.

핵심은 고성능 기능성 잉크다. 연구팀은 유연성을 지닌 SBS 고분자와 전도성을 갖는 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 조합한 인장/굽힘 센서 잉크를 개발해, 최대 102% 신축성과 1만 회 이상 반복 변형에도 성능 유지를 실현했다.

또한, 은(Ag) 플레이크와 폴리스티렌 고분자를 조합한 전극 잉크로 섬유 양면을 연결하는 상호연결 전극 구조도 구현했다. 이 기술은 기존 전자섬유 제작방식보다 훨씬 유연하고 경제적이며, 수십만 병력에게도 손쉽게 적용 가능하다.

본 연구는 특히 박규순 육군 소령이 제1저자로 참여하고, “군사적 활용과 기술적 기여를 동시에 달성하는 데 집중했다”고 밝힌 점에서 주목된다.

박 소령은 “인구감소와 과학기술 발전이라는 이중의 전환기를 맞은 우리 군에서, 병과·직책·임무별로 훈련을 개인화할 수 있는 원천기술 확보가 절실하다”며, “이번 연구가 장병 생존성과 전투력 모두를 향상시킬 수 있기를 바란다”고 말했다.

스티브 박 교수는 “기존 전자섬유의 제작 복잡성, 낮은 내구성, 비효율적 데이터 수집 문제를 한 번에 해결할 수 있는 실용적 플랫폼”이라며, 향후 군뿐 아니라 스포츠, 재활, 헬스케어 등 민간 분야로의 확산 가능성도 제시했다.

이번 연구 결과는 Nano Energy (IF 19.1, 나노에너지 분야 상위 5%)에 게재되었으며, 주요 특허도 국내외 출원된 상태다.

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