착용자의 피로를 정확히 감지하는 신개념 섬유 센서가 탄생했다.
스위스 취리히연방공과대학교 연구팀은 19일 공식 발표한 논문에서 착용한 사람의 스트레스와 피로감을 감지해 경고하는 스포츠웨어를 선보였다. 연구팀은 이 의류가 사람이 의식하지 못하는 피로를 알아채 운동이나 육체 노동 시 발생하는 부상을 막는다는 입장이다.
이 의류는 센서와 배터리, 반도체 등 기존 웨어러블기기에 들어가는 전자부품은 전혀 사용하지 않았다. 이런 일이 가능한 비결은 마법과도 같은 섬유 센서다.
연구팀은 사람이 운동이나 작업 중 피곤해지면 몸의 움직임이 달라지는 점에 착안했다. 실제로 마라톤 경기를 보면, 장거리 달리기에 피로가 쌓인 선수들의 보폭이 갈수록 짧아지고 몸이 흐트러진다.
섬유 센서는 전도성 및 신축성이 뛰어난 고무줄을 플라스틱 성분의 얇고 단단한 와이어로 촘촘하게 감싼 뒤 코일을 하나 감아 완성된다. 이 섬유를 두 가닥 구성하면 각각 전극으로 작용해 전계(전하로 인한 전기력이 미치는 공간)가 생성된다.
연구팀 관계자는 "쉽게 말해 두 가닥의 섬유 센서는 콘덴서 역할을 하게 된다"며 "이 섬유 센서를 일반 운동복의 허벅지 부분에 꿰매기만 하면 착용자가 다리를 움직일 때마다 두 섬유의 간격이 변하면서 콘덴서의 전하량도 변화한다"고 설명했다.
이 관계자는 "사람이 달릴 때마다 운동복의 허벅지 부분이 늘어나거나 줄어들면 두 섬유의 간격이 변화하고 전계가 발생해 콘덴서 전하량 역시 변동된다"며 "이런 신호를 섬유 안테나가 계측해 스마트폰으로 전송, 피로도를 분석한다"고 덧붙였다.
연구팀이 언급한 섬유 안테나 역시 섬유 센서와 같은 전도성을 띤다. 이 안테나 덕에 섬유 센서가 파악한 운동 패턴 변화를 앱이 전달 받아 분석할 수 있다.
이렇게 제작된 스포츠웨어는 거추장스러운 장치가 없어 운동이 방해받지 않고, 사람의 움직임에 따른 피로 축적을 옷이 감지해 경고하므로 예기치 못한 불상사를 막을 수 있다고 연구팀은 강조했다.
연구팀 관계자는 "일반적으로 섬유의 신축성에 의한 전하의 양 변화는 너무 미미해 계측할 수 없었다"며 "이번에 개발된 섬유는 늘어나면 오히려 굵어지는데, 덕분에 조금만 늘려도 전하의 변동을 확실히 측정할 수 있다"고 전했다.
이어 "이런 원리의 운동복은 센서와 배터리, 칩이 필요없어 입기 간편하고 가격 부담도 한층 덜하다"며 "사람이 미처 인지하지 못해 벌어지는 피로로 인한 부상을 예방해줄 것"이라고 기대했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
