막 잡아당겨도 '무선통신' 가능한 전자피부

막 잡아당겨도 '무선통신' 가능한 전자피부 나왔다

2024.05.23 00:00

 

한양대 연구팀이 개발한 전자피부. 과기정통부 제공

국내 연구진이 마음대로 잡아당겨도 무선통신 성능을 유지하는 전자피부를 개발했다. 

 

과학기술정보통신부는 정예환·유형석 한양대 교수 공동연구팀이 세계 최초로

고무처럼 형태를 변형해도 무선통신 성능을 갖는 전자피부 복합탄성체 기반 신소재 개발에 성공했다고 22일 밝혔다. 과

기정통부 기초연구사업의 지원으로 수행한 이번 연구 성과는 국제학술지 '네이처'에 21일(현지시간) 게재됐다. 

 

전자피부 기술을 기반으로 한 웨어러블 기기는 의료, 건강관리 등 다양한 분야에서 활발하게 적용되고 있다.

딱딱한 전자소자를 유연하게 만든 전자피부는 사람 피부에 부착해 인체의 신호를 측정할 수 있다.

 

전자피부를 활용한 웨어러블 기기가 제대로 작동하려면 크고작은 물리적 변화에도 무선통신 성능이 유지돼야 한다.

무선통신을 가능하게 하는 무선주파수(RF) 회로는

고주파에서 동작하는 특성상 아주 조금만 늘어나거나 구부러지기만 해도 회로의 작동 주파수 대역이 변화해

통신이 끊기거나 전력 송‧수신 효율이 급격하게 낮아진다는 한계가 있었다. 

 

한양대 연구팀은 신축성을 가지면서 어떠한 조건에서도 무선통신 성능을 유지하는 기술 개발에 나섰다.

물리적인 변형에도 무선통신 성능이 유지되려면 변형된 크기에 맞게 회로 기판의 전기적 특성도 바뀌어야 하는데

기존에 보고된 연구는 회로 기판의 특성을 간과했다고 보고 연구에 돌입했다. 

 

정 교수 연구팀은 고주파 공학과 웨어러블 기기 분야에 대한 경험을 살려 새로운 회로 기판을 연구하기 시작했고

소재 분야를 연구하는 유 교수 연구팀과 협업을 시작해 전자피부를 개발했다.

 

연구팀은 신축성을 가진 고무 재질의 기판에 강유전성 세라믹 나노입자를 혼합하고

나노입자를 구 형태로 뭉쳐 조립하는 공정을 사용해

마음대로 늘리거나 줄여도 무선통신 성능을 유지하는 기판 개발에 성공했다. 강유전성은 외부 자기장과 같은 외부 요인으로 물체 일부가 양극이나 음극을 띤 후 성질을 계속 유지하게 되는 특성이다.  

 

연구팀은 개발한 전자피부를 이용해

뇌파, 신체 움직임, 피부온도, 근육신호 등 우리 몸에서 나오는 인체 신호를

원거리에서도 무선으로 정확히 측정할 수 있음을 확인했다.

학계에서 그동안 구현하지 못했던 90m 이상의 장거리에서도 무선으로 통신이 가능하기도 했다. 

 

전자피부 기술을 활용하면

머리 크기가 각기 다른 사람이 입어도 안정적으로 뇌파를 무선으로 측정할 수 있는 웨어러블 기기를 만들 수 있다.

큰 신체 동작을 할 때도 작동하는 웨어러블 기기를 개발할 수도 있다. 

전자피부의 기판. 과기정통부 제공

정 교수는 “이번에 개발한 신축성 웨어러블 무선통신 기술은 무선 기능이 필요한 다양한 신축성 시스템에 적용될 수 있다”며 “차세대 통신 기술인 6G 이동통신 기능을 탑재한 신축성 무선 웨어러블 기기 개발에도 착수했다”고 밝혔다. 

 

출처

막 잡아당겨도 '무선통신' 가능한 전자피부 나왔다 : 동아사이언스 (dongascience.com)

막 잡아당겨도 '무선통신' 가능한 전자피부 나왔다