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초저전력 스포츠센서 나왔다

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초저전력 스포츠센서 나왔다

2018.11.11 21:07
KAIST 연구팀이 개발한 심박 및 산소포화도 센서. 한국과학기술원 제공.
KAIST 연구팀이 개발한 심박 및 산소포화도 센서. 한국과학기술원 제공.

심장박동수와 산소포화도는 건강 상태를 손쉽게 알 수 있는 생체 지표다. 최근 출시되고 있는 ‘스마트워치’에는 심박이나 산소포화도를 측정하는 센서가 장착된 경우가 많지만 배터리 소모가 많아 장시간 사용하는데 한계가 있다.

 

KAIST 전기및전자공학부 유승협 교수와 유회준 교수 연구팀은 심박과 산소포화도를 동시에 측정하는 초저전력 센서를 개발했다고 11일 밝혔다. 

 

심박과 산소포화도 센서는 빛을 이용한다. 인공조명을 손목에 비춘 다음, 혈관에 반사돼 나오는 빛을 분석한다. 혈관색이 변하는 주기를 확인하면 심박수를, 혈관의 색깔을 보면 산소포화도를 알 수 있다. 빛은 피부에서 산란하기 때문에 정확히 신호를 확인하려면 강한 빛이 필요하고 그만큼 배터리 사용량도 늘어난다. 배터리를 이용하는 스마트 기기로는 실시간 모니터링에 한계가 있다. 

 

연구진은 ‘유기발광다이오드(OLED)’ 와 그와 비슷한 유기포토다이오드(OPD)를 이용하는  저전력 센서를 개발했다. 우선 피부에서의 빛이 가장 잘 투과되는 형태를 확인하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 OLED와 OPD의 빛을 섞어 사용할 경우 가장 효율이 높다는 사실을 알아냈다.

 

평균소비전력 약 0.03밀리와트(mW)만으로도 심박 및 산소포화도를 측정할 수 있어 전력소모가 기존 센서의 수십 분의 일로 줄었다. 이 센서는 유연성이 높아 잘 구부러지 때문에 손목시계나 팔찌, 반지 형태로 만든 웨어러블 스마트 기기에 적용하기에도 유리하다. 

 

유 교수는 “생체신호 측정기술을 향후 빅데이터와 연계한다면 다양한 질병의 사전예방 등에 사용할 수 있을 것”이라고 말했다. 

 

이번 연구는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴스’ 11월 9일자 온라인 판에 게재됐다.

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