목에 붙이면 기침·말소리 척척 구분⋯포스텍, ‘무전원 진동 센서’ 개발

연구 이미지. /포스텍 제공

우리 몸은 숨을 쉬거나 음식을 삼킬 때 끊임없이 미세한 진동을 만들어낸다. 이 신호는 건강 상태를 알리는 중요한 단서가 되지만, 기존 웨어러블 센서는 전력 소모가 크거나 땀 등에 민감해 실용화에 한계가 있었다.

포스텍(POSTECH) 화학공학과 조길원 교수 연구팀은 외부 전원 없이도 초미세 진동을 감지할 수 있는 웨어러블 진동 센서를 개발했다고 11일 밝혔다. 이 연구는 세계적 권위지 ‘네이처(Nature)’가 올해 새롭게 선보인 ‘네이처 센서스(Nature Sensors)’ 창간호에 게재되며 학계의 주목을 받았다.

연구팀은 스스로 전기를 만드는 ‘압전 물질’과 미세한 거리 변화를 읽어내는 ‘정전용량형 센서’를 하나로 결합했다. 센서 자체가 발전기 역할을 하도록 설계해 배터리 걱정을 없앴고 별 모양의 마이크로 기둥 구조를 도입해 감도를 극대화했다.

성능 시험 결과, 이 센서는 사람이 감각하기 힘든 0.01g(중력가속도 단위) 수준의 초미세 진동까지 잡아냈다. 사람의 목에 부착하면 성대의 움직임을 포착해 호흡, 말소리, 기침 등을 정확히 구분해냈다. 특히 소리가 나는 물체 표면에 붙이면 고음질 녹음이 가능한 ‘진동 마이크’로도 활용할 수 있다.

조길원 교수는 “넓은 주파수 영역의 미세 진동을 정밀하게 측정할 수 있어 차세대 웨어러블 헬스케어는 물론 부착형 고성능 마이크 등 스마트 기기 분야에서 핵심 기술이 될 것”이라고 말했다.

/단정민기자 [e-mail]