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맥박 세기까지 측정하는 웨어러블 터치센서 나왔다

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2018년 09월 20일 12:16 프린트하기

KAIST 연구진이 개발한 투명 유연 터치 센서를 스마트폰과 맥박 측정 기기에 적용한 모습. - KAIST 제공
KAIST 연구진이 개발한 투명 유연 터치 센서를 스마트폰과 맥박 측정 기기에 적용한 모습. - KAIST 제공

국내 연구진이 상용화가 가능한 수준의 높은 민감도를 가진 플렉서블 투명 터치센서를 개발했다. 웨어러블 기기, 휘어지는 디스플레이 등에 다양하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

 

KAIST는 윤준보 전기 및 전자공학부 교수팀의 유재영 박사과정 연구원과 서민호 박사가 이끈 연구팀이 유연한 고민감도 투명 ‘포스 터치(force touch)’ 센서를 개발했다고 19일 밝혔다. 포스 터치 센서는 터치 패드 상에서 인식된 터치의 위치뿐만 아니라 누르는 압력(힘)까지 인식이 가능한 센서다. 한 번의 터치만으로 다양한 기능을 제공할 수 있어 스마트폰 터치 스크린에 적용되는 등 많은 관심을 받고 있다. 

 

최근 들어서는 포스 터치 센서를 스마트폰뿐만 아니라 다양한 웨어러블 기기에 응용하기 위해 민감도와 유연성을 강화하기 위한 연구가 활발하다. 그러나 기존의 고성능 센서들은 특정 성능만이 향상돼 다양한 사용 환경에서 필요한 민감도와 유연성, 투명도, 재현성, 동작 신뢰성 등을 두루 만족시키지 못하는 한계 때문에 상용화에 어려움이 있었다.

 

연구진은 이런 문제를 해결하기 위해 포스 터치 센서에는 공기를 포함한 빈 공간이 필요하다는 기존 상식을 깨고, 센서 내부를 금속 나노입자가 포함된 투명 나노 복합 절연층과 가해진 압력을 집중시켜 민감도를 높일 수 있는 나노그레이팅 구조로 채웠다. 그 결과, 볼펜심 수준으로 유연한 굽힘 정도에서도 성능의 변화 없이 센서가 동작하는 것을 확인했다.

 

연구진은 개발한 센서를 맥박 모니터링이 가능한 헬스케어 웨어러블 기기에 적용해 실시간 맥박을 측정하는 데도 성공했다. 국내 포스 터치 센서 기업인 하이딥과 함께 7인치 대면적 센서를 제작하고 스마트폰에 장착해 실시간 압력 분포를 확인한 결과 대면적 균일성과 제작 제현성, 장기 사용에 따른 신뢰성 등 종합적인 성능이 상용 제품에 준하는 것으로 나타났다.

 

유 연구원은 “간단한 공정으로 상용화 수준의 센서를 제작할 수 있다는 점에서 실용성이 높다”고 밝혔다. 현재 연구진은 국내 출원 6건, 해외 출원 2건을 완료한 상태다. 연구 결과는 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’ 6일자 온라인판에 게재됐다.

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