주변 빛으로 24시간 작동…차세대 의료용 웨어러블 플랫폼 개발

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 권경하 교수팀이 미국 노스웨스턴대학교 박찬호 박사팀과 공동연구를 통해 주변 빛을 활용해 배터리 전력 부담을 줄인 의료용 무선 웨어러블 플랫폼을 개발했다고 30일 밝혔다.

의료용 웨어러블 기기의 배터리 문제를 해결하기 위해 연구팀은 주변 광원에 따라 LED 밝기를 자동 조절하는 '광 측정 방식'과 '고효율 다접합 태양전지' 등 상호 보완적인 빛 에너지 기술을 통합 적용했다.

또 빛을 흡수한 뒤 방출하는 축광 소재 스트론튬 알루미네이트 미세입자를 구조화해 어두운 환경에서도 연속 작동하도록 했다.

이 핵심 기술들로 개발한 플랫폼은 24시간 연속 작동이 가능하다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 이 플랫폼을 광용적맥파 측정·청색광 노출량 측정·땀 분석이 가능한 의료 센서에 적용해 전력 절감과 정확도 등 실용성을 검증했다.

또 센서 내 데이터 분석 기능을 통한 무선 데이터 전송량 최소화로 전력 효율성을 더욱 높였다.

연구팀이 성인 피험자를 대상으로 밝은 실내조명, 어두운 조명, 적외선 조명, 완전한 어둠 등 4가지 서로 다른 환경에서 테스트한 결과, 모든 조건에서 상용 의료기기와 동등한 측정 정확도를 보였다.

생쥐 모델을 이용한 저산소 상태 실험에서도 정확한 혈중산소포화도 측정이 가능함을 확인했다.

권 교수는 "이 기술을 활용해 24시간 연속 건강 모니터링이 가능해짐에 따라 의료 패러다임이 치료 중심에서 예방 중심으로 전환될 수 있을 것"이라며 "조기 진단을 통한 의료비 절감 효과와 함께 차세대 웨어러블 헬스케어 시장에서의 기술경쟁력 확보도 기대된다"고 말했다.

이번 연구 결과는 인공지능반도체대학원 박도윤 박사과정 학생이 공동 제 1 저자로 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 발표됐다.

jongseo12@news1.kr