3D 프린터로 출력한 압력 감지 스마트 깔창

(Credit: ETH Zurich)

인간의 발은 비슷하게 생겼지만, 발바닥은 사람에 따라 제각기 다른 형태를 지니고 있습니다. 운동선수나 당뇨 환자, 물리치료가 필요한 환자를 위한 맞춤형 운동화가 나오는 이유입니다. 특히 체중을 직접 감당하는 발바닥 아래 있는 신발 깔창의 역할이 중요합니다.

취리히의 스위스 연방 공과 대학과 로잔 연방 공대, 스위스 물질 과학 연구소 의 과학자들은 3D 프린터를 이용해서 실제 발바닥에 가해지는 압력을 측정할 수 있는 신발 깔창을 개발했습니다. 이미 개인의 발 모양에 맞춘 3D 깔창이 개발되어 있기는 하지만 형태가 발바닥에 가해지는 압력을 100% 반영하지는 못했기 때문입니다.

연구팀은 압력 센서를 넣은 스마트 3D 깔창을 만들기 위해 우선 실리콘과 셀룰로스 나노입자를 섞은 기반층을 3D 프린터로 출력 했습니다. 그 위에 전선 역할을 할 회로를 그리기 위해 은을 포함한 전도성 잉크를 출력하고 다시 카본 블랙을 포함한 잉크를 이용해 압력 센서를 만들었습니다. 마지막으로 실리콘 층을 덮어 센거워 회로를 보호합니다.

(동영상)

이렇게 만든 스마트 깔창은 사람에 따라 다른 발 모양은 물론 압력과 힘이 가해지는 정도를 정확히 파악해 운동선수나 환자에게 정확히 어떻게 운동을 하고 걸어야 하는지를 설명해줄 수 있습니다. 개인별 상황에 맞춘 운동화나 신발을 만들기도 편리합니다.

의도대로 된다면 상당히 훌륭한 기술 같은데 앞으로 널리 상용화 될 수 있을지 궁금합니다.

참고

https://medicalxpress.com/news/2023-03-3d-printed-insoles-sole-pressure.html

Marco R. Binelli et al, Digital manufacturing of personalised footwear with embedded sensors, Scientific Reports (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-29261-0

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