신소재 기반 전자섬유 센서로 생체 신호 정밀 측정…군 개인 맞춤형 훈련 체계 가능성 열어

KAIST(총장 이광형)는 고분자공학과 고형석 교수 연구팀이 군 전투원 훈련 효율성을 극대화할 수 있는 고정밀 전자섬유 센서 기반 착용형 시스템을 개발했다고 6월 25일 밝혔다.

이 기술은 미세한 생체신호를 고정밀로 측정할 수 있는 고분자 전자섬유를 활용해, 군인 개인의 움직임, 자세, 근육 반응 등을 실시간 정밀 측정하고 훈련 피드백까지 제공할 수 있는 시스템으로 발전할 가능성이 주목받고 있다.

나노섬유 기반 ‘강인한 전자섬유 센서’ 개발…내구성과 민감도 동시 확보

연구팀은 기존 생체신호 측정 기술이 땀, 마찰, 장시간 착용 등에서 정확도가 떨어지는 문제를 해결하기 위해, 은나노와이어 기반 전도성 고분자 전자섬유 센서를 고분자 기판에 집적하는 기술을 개발했다.

이 센서는 고밀도 나노구조를 가지며, 극한 환경에서도 민감도와 내구성을 동시에 확보할 수 있도록 설계되었다. 또한 피부와 유사한 탄성률과 통기성을 갖춰 전투복이나 훈련복에 자연스럽게 삽입 가능하다는 점이 가장 큰 강점이다.

실제 실험에서는 미세한 손가락 움직임, 팔꿈치 굽힘, 자세 변화 등을 고정밀로 감지하는 데 성공했으며, 움직임 유형에 따라 즉각적인 디지털 피드백을 제공할 수 있음이 확인되었다.

군 특수훈련 적용 위한 실증 예정…개인 맞춤형 훈련 시대 앞당긴다

이번 연구는 국방과학연구소(ADD)의 위탁연구사업으로 수행됐으며, 군 특수전 인력의 훈련 효율 향상을 목표로 하고 있다.

KAIST는 향후 해당 센서를 기반으로 한 착용형 훈련 모듈 및 디지털 모니터링 시스템을 개발해, 실제 군 부대에서의 실증시험을 추진할 예정이다. 이를 통해 군 전투원이 훈련 중 실시간으로 자신의 자세 및 움직임을 인지하고 교정할 수 있는 개인 맞춤형 훈련 체계가 구축될 수 있을 것으로 기대된다.

또한 이러한 기술은 군사 목적뿐 아니라 ▲재활 치료 ▲스포츠 테크놀로지 ▲노약자 자세 모니터링 등 민간 응용도 폭넓게 가능하다.

고형석 교수는 “기존의 센서 기술은 일회성 혹은 정적 측정에 그치는 경우가 많았지만, 이번 기술은 동적이고 지속적인 생체신호 분석에 강점을 갖는다”며, “향후 국방을 포함한 다양한 분야에서 데이터 기반 피드백 시스템의 핵심 기술이 될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

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

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