▲ (左부터)조영호 교수, 피부부착형 유연스트레스패치의 다층구조, 패치 부착사진 .

얇은 패치 하나로 사람의 정신건강상태를 측정할 수 있는 날이 다가왔다. 국내 연구진이 개발한 피부부착형 정신전강 패치 덕분이다.

KAIST(총장 강성모)는 19일 조영호 바이오및뇌공학과 교수 연구팀이 피부온도, 땀 분비량, 맥파 등 다중 생리적 데이터의 변화를 측정해 스트레스등 인간의 정신 건강 상태를 파악 할 수 있는 피부 부착형 패치를 개발했다고 밝혔다.

기존 스트레스 측정을 위해서는 설문조사와 체액내의 호르몬 성분조사를 했지만 결과가 일정치 않아 신뢰성이 낮은 단점이 있었다.

또한 기존의 생리데이터 분석방식의 스트레스 모니터링은 여러개의 센서를 신체에 부착하는 방식으로 착용감이 좋지 않아 일상생활에서 스트레스를 모니터링하기 어렵다는 단점이 있었디.

연구진은 기존의 단점은 보완하고 피부접촉면적이 적고 유연성이 높은 착용감이 우수한 패치 개발에 성공했다. 우표크기(25mm*15mm*72μm)의 피부 부착형 스트레스 패치는 맥박이 뛸 때 생기는 압력으로 스스로 전기를 만들어 공급하는 방식으로 외부 전원 및 배터리 없이 사용이 가능하다.

또한 피부온도센서와 피부전도도센서를 맥파센서위에 집적하는 다층구조를 고안하는등 모든 센서를 하나의 극소형 패치로 집적해 기존의 패치에 비해 피부 접촉면적을 1/125로 줄이고 유연성을 6.6% 높여 착용감을 극대화했다.

이를 통해 감정과 스트레스 징후를 연속적으로 측정해 개인의 감정 관리 및 정신건강 증진에 도움이 될 것으로 보인다.

연구팀은 “기존 웨어러블 기기에 쉽게 연결 가능하고 전원이 필요 없어 산업적 응용가치가 크다”며 “급격히 성장 중인 인공지능 기술과 접목할 경우 인간의 이성적 지능과 함께 감성적 부분까지 교감할 수 있을 것이다”고 말했다.

조 교수는 “미래사회에서는 인간의 지능과 신체 건강 뿐 아니라 고차원적 감정 조절과 정신 건강 관리의 중요성이 크게 부각될 것이다”며 “인간-기계 간 교감을 통해 정신적 만족감을 더해 삶의 질을 향상시키려는 감성 교감 기술이다”고 말했다.

한편, 윤성현, 심재경 박사과정 연구원이 주도한 이번 연구는 미래창조과학부 신기술융합형 성장동력사업의 지원으로 수행됐으며 네이처의 자매지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 3월 23일자 온라인 판에 게재됐다. (논문명: A Flexible and Wearable Human Stress Monitoring Patch)