[사이언스타임즈] 스마트 의복, 전자공학과 섬유공학의 융합

FERRIMAN 2010. 3. 9. 09:41

스마트 의복 : 전자공학과 섬유공학의 융합

인간은 바쁜 현대생활을 살아가면서 여러가지 일을 동시에 해결할 수 있고 또한, 건강 등 자신에게 중요한 부분을 일상생활 속에서 스스로 알아서 분석, 조절해줄 수 있는 기술을 끊임없이 요구하고 있다. 스마트 의복은 섬유공학에 전자공학이 융합된 기술로서 예전부터 관련기술의 연구개발이 진행되어 왔고 최근 들어 더욱 활발한 연구가 진행되고 있다.

스마트 의복은 고기능성 섬유로 된 의복에 첨단 전자공학 기술이 융합된 것으로서 디지털 센서나 GPS, 초소형 통신기기와 소형 MP3 플레이어 등을 내장하는 것이 대표적이다. 이러한 스마트 의복 개발을 위해서는 소형이며 경량인 디지털기기 및 무선통신 인프라가 필수적이라 할 수 있다.

국내에서도 스마트섬유에 대한 인식과 함께 2005년 서울 강남구 삼성동 코엑스에서 국내 대표 섬유·소재 전시회‘프리뷰 인 서울2005’의 미래섬유관 패션쇼에서 스마트 의복이 선보였다. 등산이나 골프를 칠 때 외부 기온과 내부 기온을 옷에 탑재된 센서가 감지해 인체에 가장 적합한 온도를 제공해 준다거나, 혹은 옷을 입은 사람의 몸 상태가 좋지 않을 때 땀의 산성도를 측정해 옷 색깔로 건강을알려주는 조깅복이 그 예이다.

스마트 의복은 지난 90년대 중반부터 미국과 유럽에서 군사용으로 개발되기 시작하였으며 현재는 스포츠웨어, 식탁보와 소파 커버 등 인테리어용 직물, 유아용 보호복, 소방복, 환자복, 작업복, 우주복 등 다양한 용도로 상품화되고 있다.

미국 듀퐁사는 전기신호나 전하를 전달할 수 있는 실을 면이나 폴리에스터와 함께 사용하여 새로운‘전자옷감(electronic textile)’을 개발한 바 있다. 이 전자옷감은 전도성이 뛰어나 반도체나 배터리를 연결해 회로를 구성할 수 있다. 또한, 미국의 몰덴밀스(Malden Mills)는 스테인레스로 된 전도성 섬유‘폴라텍’을 개발했으며 군용제품 개발업체인 포스터 밀러(Foster-Miller)는 안테나 기능을 갖고 무선으로 정보를 전송할 수 있는 전자옷감을 개발했다.

2003년에는 파리, 바르셀로나 및 베를린에서 지능형 의복(i-Wear) 쇼가 개최되어 유럽 소비자들에게 지능형 의류개발을 소개하였고,직물, 지능형 의복, 스마트 천 및 착용 가능한 전자공학 기기들이 미래에 복지 및 보안 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 예측되었다.

2004년에 영국 웨일즈 뉴포트 대학(University of Wales, Newport)에서‘입을 수 있는 컴퓨팅(Wearable computing)기술’등을 응용한 의복 개발 연구 그룹(‘Smart Clothes and Wearable Technology Research Unit’)의 실용화를 염두에 둔 연구 활동이 소개된 바도 있다. 이 연구그룹은 컴퓨터나 통신 시스템 등을 내부에 장착한‘스마트 의복’의 개발을 목표로, 당뇨병 환자의 혈당치를 실시간으로 모니터링 할 수 있거나, 운동선수의 체온을 자동으로 낮추도록 하는 기능개발 프로젝트를 수행하였다.

스마트 의복에 대한 이러한 오랫동안의 연구결과가 최근 구체화되어 재료개발, 복지 및 환경에 이바지할 수 있는 연구개발로 이루어지고 있다. 사우스 오스트레일리아 대학(University of South Australia)의 연구원들은 스마트 의복을 개발하고자 전자공학 기술이 통합된 의복을 사용하고 있다. 스마트 의복은 전자 옷걸이에 걸어놓으면 심장박동에서 다운로드 된 측정데이터들이 의복 내의 컴퓨터로 전송될 수 있고 다시 입을 때를 대비해 재충전될 수 있다. 무선으로 심장이나 호흡기능을 모니터링 할 수 있는 작은 전자공학 기기가포함된 티셔츠나 정장을 입은 후, 더러워지면 단지 벗어서 세탁을 하거나 드라이클리닝을 하기만 하면 된다.

의복이 세탁되는 동안 심장 박동을 측정하지 못한다고 걱정할 필요도 없다. 사우스 오스트레일리아 대학의‘입는 컴퓨터’실험실의 연구원이자 책임자인 브루스 토마스(Bruce Thomas) 교수에 따르면 지속적인 모니터링을 위해서 스마트 의복 한 벌을 입고 나면 또 다른 한 벌로 갈아입으면 된다. 단 하나의 심장 모니터 대신 모니터링 기능이 연계된 옷장을 사용함으로써 지속적인 모니터링이 가능하다.

토마스 교수는 연구원들이 이 기술을 처음으로 생각해낸 것은 아니지만 세계 처음으로 작동하는 스마트 의복 관리기술을 개발하였다고 말했다.

의복은 외부에는 터치 스크린이 있고 내부에는 가로대를 감싸는 전도성의 금속 밴드가 장착되어 있다. 옷을 옷걸이에 걸면 옷걸이마다 가지고 있는 ID와 금속연결을 통해 전도성재료와 전자공학으로 이루어져있는 스마트 의복과 옷걸이가 컴퓨터에 의해 감지된다. 한 예로, 이 연결을 통해 컴퓨터는 옷걸이‘123’이 코트‘45’를 가지고 있음을 인지하게 되고, 다운로드 할 필요가 있는 심장 모니터링 데이터를 저장한 후 옷걸이는 재충전시킨다.

단지 통신기술과 무선 커넥션만을 가진 의복의 경우 사용자들은 간단한 블루투스(blue tooth)* 혹은 지그비 네트워크(zigbee network)*를 통해서 심장 모니터링을 지속적으로 할 수 있고, 비싼 심장 모니터링 장치를 각각의 의복에 장착해야 할 필요성을 없애준다.

미래에 스마트 의복들은 가정에서의 외래환자 보호와 같은 다양한 서비스를 모니터링 하는 데 사용될 수 있으며 치매증세가 있는 환자들은 최소한의 간섭으로 가능한 오랫동안 활기찬 생활을 할 수 있게 도와준다. 그리고 이들은 새로운 장치의 사용법을 습득하지 않고도 모니터링이 가능하다.

토마스 교수에 따르면 스마트 의복으로 인구동태통계와 활동수위의 모니터링이 가능하다. 즉, 사람들이 일어나고 산책하고 아침과 저녁을 준비하고 잠자는 등의 활동들을 모니터링 할 수 있게 해준다. 그러나 더욱 중요한 것은 그들이 식사를 하지 않는다던가, 넘어진다거나 움직임을 멈추는 등의 활동 상태를 일일이 모니터링 할 수 있다는 것이다. 한편, 이 기술은 일상과 비일상적 사건들을 식별할 수 있게 해주고 이에 대해 가족이나 응급 요원들에게 알리는 역할도 하며 양로원 등에 사는 사람들을 위해서 지역의료진에게 연결해주기도 한다.

또한, 스마트 의복은 결함 모니터링 장치의 자가진단, 계획된 청소와 드라이클리닝, 사람들의 액세서리나 색상 조화 및 특별한 경우에 맞는 의복을 골라주는 패션 집사, 뉴스나 음악 및 일상 일정을 스마트 의복에 사전 장착시키는 것과 같은 다른 여러 용도로도 사용될 수 있다.

최근의 과학기술은 융합기술이라고 할 수 있다. 섬유기술과 전자기술의 융합에서 스마트 의복이 나오고 여기에 바이오기술 및 재료기술이 합쳐지면 생체에 최적화된 투명 스마트 의복이 만들어질 수도 있을 것이다. 현재 및 앞으로의 과학기술 발전은 획기적인 새로운 신기술의 발견에 의존하기보다는 기존 기술들의 융복합에 의해 보다 고기능이며 획기적인 성능의 기술과 재료 개발로 이어질 것으로 판단된다.

/한국과학기술정보연구원, Techno Leaders' Digest (TLD)