기본 콘텐츠로 건너뛰기

생명을 지키는 웨어러블 기기


​
​
 최근 다양한 웨어러블 기기가 쏟아져 나오면서 IT 의 차세대 먹거리로 각광을 받고 있습니다. 아직까지 대부분은 스마트 시계나 밴드 같은 기존에 있던 기기들을 변형한 웨어러블 기기가 주종을 이루고 있으나 미래에는 이전에는 없었던 다양한 웨어러블 기기가 등장할 것이 분명합니다. 그런데 웨어러블 기기가 도입되면 가장 좋은 분야 가운데 하나가 바로 의료 부분입니다.
​

 미국의 버팔로 대학 (University of Buffalo)의 알버트 타이터스 교수(UB engineering professor Albert H. Titus)​ 는 미해군 연구국의 소규모 연구 기술 프로그램(Office of Naval Research's Small Business Technology Transfer program) 으로 부터 15 만 달러의 지원금을 받아 병사들에게 적용할 수 있는 형태의 웨어러블 기기를 제작하고 있습니다. 그런데 그 목표는 전투가 아니라 건강과 생명을 지키기 위한 것입니다.
​
​
​

(​UB's Albert Titus is working with researchers at Sentient Science to create wearable technology with military and health care applications)
​
 이들이 개발하는 것은 패치 형태의 웨어러블 기기로 피부에 부착해서 심전도, 맥박수, 호흡 등의 정보를 수집하는 기기입니다. 현대전에서 병사들은 엄청난 무게의 장비를 들고 다니면서 전투를 하기 때문에 가능하면 아주 가볍고 편안하게 부착할 수 있는 장치가 필요합니다. 
​
 연구팀이 개발하려고 하는 것은 병사들이 얼마나 스트레스를 받고 있는지, 위급한 상황에 놓인 것은 아닌지, 그리고 병사들이 사망한 것은 아닌지를 실시간으로 알아낼 수 있는 시스템입니다. 이런 웨어러블 시스템이 있다면 병사들의 피로도를 줄이고 생존율은 높일 수 있는 시스템을 개발할 수 있을 것입니다.
​
​ 현재 연구팀이 개발하는 시스템은 두발목과 한쪽 팔에 장착하는 웨어러블 패치와 센서 입니다. 이 위치에 장착하면 심전도를 측정해서 이 데이터를 무선으로 전송할 수 있습니다. 그외에 심박수나 기타 정보를 무선 네크워크를 통해서 사령부로 전송할 수도 있습니다. 다만 이런 시스템은 무선 감청을 통해서 아군의 위치를 적에게 노출시킬 위험도 있기 때문에 보안 문제 역시 신중하게 고민해야 할 것으로 보입니다. 
​
​
​

(현재 개발 중인 웨어러블 패치의 컨셉   The wearable system, under development by Sentient Science and the University at Buffalo, includes electrodes that relay data to a sensor, which connects with a remote computer network. Credit: University at Buffalo)  
​
​
 그런데 이와 같은 웨어러블 기기는 사실 민간용으로도 사용될 수 있습니다. 오히려 이 부분이 더 기대되는 응용인데 예를 들어 심장에 문제가 있는 환자를 모니터링 하는 용도로 사용될 수 있습니다. 협심증이나 심각한 부정맥이 있어서 급성 심장정지가 우려되는 환자에 심전도를 모니터링 할 수 있는 웨어러블 기기를 장착한다면 병원 입원 중은 물론 퇴원 후에도 지속적인 응급 상황 관리가 매우 편리해질 것입니다. 
​
​
 예를 들어 심근 경색 치료 후 퇴원한 환자에서 다시 심근 경색이 발생하지 않는지, 아니면 갑자기 심각한 부정맥이나 심정지가 발생하지 않는지 실시간으로 모니터링이 가능해지는 것입니다. 물론 환자의 프라이버시 및 개인 정보 보호를 위해서 높은 보안이 요구되는 것은 군용과 동일하겠지만 아무튼 생명을 살리는데 아주 유용하게 응용될 가능성이 있습니다. 
​
​
 웨어러블 기기가 IT 뿐 아니라 여러 분야에서 혁신을 일으킬 가능성이 있다고 하는데 바로 이런 분야에서 응용이 그런 가능성이 아닌가 생각되네요. 
​
​
 참고 
​
​

​
​
​

댓글

이 블로그의 인기 게시물

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...

벽돌 속에 전기를 저장하는 코팅

  ( Red brick device developed by chemists at Washington University in St. Louis lights up a green light-emitting diode. The photo shows the core-shell architecture of a nanofibrillar PEDOT-coated brick electrode. Credit: D'Arcy laboratory, Department of Chemistry, Washington University in St. Louis )  신재생 에너지 확대와 에너지를 24시간 차질 없이 공급해야 하는 기업과 기관 (예를 들어 병원, 금용기관, 중요 산업 시스템 및 기타 갑자기 시스템을 중지할 수 없는 분야)이 증가함에 따라 에너지 저장 장치 (ESS)의 수요 역시 가파르게 증가하고 있습니다. 특히 풍력과 태양광처럼 에너지 생산량 변동이 심한 에너지원이 보급되면서 값싸고 안전하게 대량의 에너지를 저장할 수 있는 방법의 요구가 커지고 있습니다.   워싱턴 대학 줄리오 다르시 ( Julio D'Arcy ) 교수가 이끄는 연구팀은 평범한 벽돌에 전기를 저장할 수 있는 새로운 방법을 개발했습니다. 연구팀의 접근법은 전기가 통하는 폴리머 소재인  PEDOT를 코팅해 벽돌 자체를 슈퍼 커패시터 (콘덴서)로 만드는 것입니다. 화학 배터리 대신 슈퍼 커패시터에 전기를 저장하는 연구는 일찍부터 있어왔지만, 흔한 벽돌 소재의 슈퍼 커패시터는 참신한 시도라고 할 수 있습니다. 벽돌에 에너지를 저장하려는 시도 역시 이전에도 있었지만, 대개 열을 저장하는 방식이었고 전기 자체를 저장하는 방식은 새로운 시도입니다.   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221592595133  연구팀에 따르면 일반적인 크기의 벽돌에 PEDOT 소재를 코팅할 경우 최대 10분 정도 LED 전...

상어 비늘을 흉내낸 항공기 스킨 - 에어로샤크

  (출처: 루프트한자 그룹) ​ ​ 몇년 전 소개드린 바 있는 에어로샤크(AeroSHARK)가 유럽 항공 안전국(EASA)으로부터 에어버스 A330-300에 탑재해도 좋다는 승인을 받아 적용 범위를 확장하게 됐습니다. 상어의 비늘을 모방해서 항력을 낮추는 에어로샤크는 가벼운 필름 형태로 부착해서 항공기의 연료 효율을 높일 수 있습니다. ​ 이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/222658782756 ​ 항공기를 잡아당기는 항력 (drag)은 항공기의 연료 소모를 증가시키는 원인 중 하나입니다. 여객기의 알루미늄 합금 동체는 만져보면 매끄럽게 느껴지지만, 사실 표면은 미세하게 거친 상태입니다. 비행기가 시속 890km의 속도로 대기를 뚫고 나아갈 때 얇은 공기층이 동체에 달라붙는데, 표면과 이 공기층 사이에는 약 1밀리미터 두께의 아주 작은 틈이 있습니다. 점성 하층이라고 불리는 이 틈은 소용돌이가 무질서하게 뒤섞인 공기 덩어리입니다. ​ 이 얇은 난류층은 표면 마찰 항력을 발생시킵니다. 이는 전체 공기역학적 항력의 약 50%를 차지하며, 성능과 비행 효율을 떨어뜨리는 요인입니다. 그런데 사실 상어는 수억 년 전부터 기발한 방법으로 물속에서 항력을 낮춰왔습니다. 상어는 작고 이빨처럼 생긴 비늘인 피부치상돌기를 지니고 있습니다. 상어의 몸을 따라 길게 뻗어 있는 이 작은 돌기들은 물이 상어의 몸 위로 흐를 때, 미세한 소용돌이가 피부에 직접 닿지 않도록 막습니다. 이렇게 하면 난류가 억제되어 상어가 빠르고 부드럽게 헤엄칠 수 있게 됩니다. ​ ​ 에어로사크는 자연의 디자인을 모방하여 유사한 효과를 냅니다. 이는 상어 이빨 능선의 기하학적 구조와 높이, 간격을 흉내낸 50마이크로미터 크기의 홈이 새겨진 인공 고분자 필름입니다. 이 얇은 필름을 비행기 동체에 붙으면 비행당 연료 소비량과 배출량을 1% 줄일 수 있으며, 날개와 꼬리날개에도 붙인 경우 최대 2%까지 줄일 수 있습니다. ​ 디스커버 항공은 자사의 에어버스 ...