| 초록 |
1.분석자 서문 최근 연구 및 산업 분야에서 웨어러블 센서의 증가가 눈에 띄게 나타나고 있다. 대부분의 상업 분야에서는 기존 기계적, 전기적, 광학적 방법을 활용한 측정 기술의 적용을 통해 발전을 보이고 있는데, 이러한 적용에서 나타나는 혁신 기술들은 센서 축소 기술 및 유연화 기술 그리고 소프트웨어 개발을 통해 측정된 데이터의 가치를 증가시키는 기술들이다. 화학적 감지 기술의 경우 상업적으로 적용하는 데 있어서 큰 어려움을 겪고 있는데, 특히 비침습적 화학 센서 분야에서 문제점들이 발생하고 있다. 또한 기존 기계적, 전기적, 광학적 감지 방식에서 센서 감지 특이도 개선을 위한 연구들에서도 상당한 어려움들이 확인되고 있다. 대부분의 이러한 어려움들은 피부가 정보 차단 방해물로 작용해서 발생하는데, 피부에 대한 개념을 방해물이 아니라 정보의 출처로 바꾸면 이러한 어려움들이 상당수 해결될 수 있다. 웨어러블 센서들이 직면하고 있는 난제들과 웨어러블 센서 기술들의 최신 동향을 깊이 이해함으로써 웨어러블 센서에서 나타날 혁신들에 대한 로드맵을 더 명확하게 그릴 수 있을 것으로 기대된다. 2. 목차 1. 개요 2. 역사적 고찰 3. 정보 차단막: 표피 3.1. 표피 구조 3.2. 화학적 방해와 오염 3.3. 역학적 방해, 소음, 박리, 신축성 3.4. 전기적 방해와 소음 3.5. 광학적 방해와 소음 4. 웨어러블 센서 4.1. 기계적 센서 4.2. 전기적 센서 4.3. 광학적 센서 4.4. 화학적 센서 5. 전망 전기적 센서와 광학적 센서의 결합을 제외하고는 다른 감지 기작들은 제품들 내에서 서로 독립적으로 구현되어 있다. 더 많은 정보를 정확하게 얻기 위해서는 앞으로 서로 다른 감지 기작 간의 융합이 나타날 것으로 기대된다. 다양한 감지 기작을 결합하는 것만으로도 생리현상을 측정하는 데 있어서 민감도와 특이도가 향상될 수 있다. 또한 건강상태에 대한 종합적인 그림을 얻을 수 있는데, 예를 들어 단순히 심장박동만을 측정하는 것이 아니라 심장박동이 증가되는 데 기여한 요소 및 원인을 같이 이해함으로써 건강상태를 보다 정확히 파악할 수 있게 된다. 센서의 부착도 연구가 필요한 분야 중 하나인데, 단순히 부착되는 방식으로는 각질층이 한 번 순환되는 기간인 1주일 정도만 유효하게 작용한다. 피부에서 분비되는 기름, 사용자가 매일 씻는 것, 피부에서의 이상 반응 등을 고려하면 사실상 며칠 이상을 부착하고 있기가 어렵다. 그렇기 때문에 학술적인 증명을 위해 개발된 기기와는 달리 실제 제품들은 쉽게 탈부착이 가능해야 한다. References 1. J. Heikenfeld, Wearable sensors: modalities, challenges, and prospects, Lab on a Chip, 2018, 18, 217-248. 2. Daeshik Kang et al., Ultrasensitive mechanical crack-based sensor inspired by the spider sensory system, Nature, 2014, 516, 222-226. 3. Lijia Pan et al., An ultra-sensitive resistive pressure sensor based on hollow-sphere microstructure induced elasticity in conducting polymer film, Nature communications, 2014, 5, 3002. 4. Jeong-Yun Sun et al., Ionic skin, Advanced materials, 2014, 26, 7608-7614. 5. Sheng Xu et al., Soft microfluidic assemblies of sensors, circuits, and radios for the skin, Science, 2014, 344, 70-74. 6. Dae-Hyeong Kim et al., Epidermal electronics, Science, 2011, 333, 838-843. 7. Amay J. Bandodkar and Joseph Wang, Non-invasive wearable electrochemical sensors: a review, Trends in biotechnology, 2014, 32, 363-371. ※ 이 자료의 분석은 연세대학교의 신현길님께서 수고해주셨습니다. |
