심장 박동과 호흡, 관절 움직임 등을 배터리 없이 측정할 수 있는 차세대 센서 기술이 개발됐다. 크게 늘어나거나 반복해서 구부러져도 성능이 유지돼 웨어러블 의료기기와 전자피부, 로봇 등에 활용될 것으로 기대된다.

KAIST는 기계공학과 김미소 교수 연구팀이 반복적인 변형에도 안정적으로 작동하는 섬유형 센서를 개발했다고 19일 밝혔다.

이 센서는 사람의 움직임이나 압력을 전기 신호로 바꾸면서 스스로 전기를 만들어낸다. 기존에는 센서가 반복적으로 늘어나거나 구부러지면 성능이 떨어지는 문제가 있었지만, 연구팀은 소재와 구조를 새롭게 설계해 이를 해결했다.

특히 센서를 코일과 매듭 형태로 제작해 큰 힘이나 충격에도 안정적으로 작동하도록 했다. 실험 결과 원래 길이의 약 6.7배까지 늘어난 상태에서도 안정적인 전기 신호를 유지했으며, 늘어남과 구부러짐, 눌림 등 다양한 움직임을 정확하게 감지했다.

연구팀은 인공지능(AI) 분석을 통해 서로 다른 움직임을 구분할 수 있음을 확인했다.

이번 기술은 심장 박동과 호흡, 근육 움직임 등을 장기간 측정하는 건강관리 기기와 전자피부, 로봇용 감각 장치 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

김 교수는 “반복적인 움직임에도 안정적으로 신호를 측정할 수 있는 것이 핵심 성과”라며 “의료기기와 전자피부, 로봇 센서 등에 폭넓게 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.

연구 결과는 재료·나노공학 분야 국제학술지 ACS Nano에 게재됐다.