KAIST, 육군 소령 주도로 '전자섬유 플랫폼' 개발
병과·직책, 전투유형별 맞춤형 훈련 제공에 기여
병과·직책, 전투유형별 맞춤형 훈련 제공에 기여
KAIST는 스티브 박 신소재공학과 교수 연구팀이 섬유 위에 전자회로를 그려 넣는 혁신적인 기술을 통해 유연하고 내구성이 뛰어나면서 착용 가능한 '전자섬유 플랫폼'을 개발했다고 25일 밝혔다.
기존 전자섬유 제작 방식은 복잡하거나 개인별 맞춤형 제작에 한계가 있었다. 연구팀이 개발한 전자섬유 플랫폼은 3D 프린팅 기술과 신소재 공학적 설계를 결합해 유연하면서도 내구성이 뛰어난 센서와 전극을 섬유에 직접 인쇄했다.
기존에 복잡하고 개인별 맞춤형 제작에 한계가 있는 전자섬유 제작 방식의 한계를 극복하기 위해 '직접 잉크 쓰기' 기술을 도입해 센서와 전극 기능을 하는 특수 잉크를 섬유 기판 위에 직접 분사·인쇄함으로써, 복잡한 마스크 제작 과정 없이도 다양한 디자인을 유연하게 구현할 수 있다.
연구팀은 유연성을 가진 스티렌-부타디엔-스티렌 고분자와 전도성을 부여하는 탄소나노튜브를 조합해 최대 102% 늘어나면서 1만 번의 반복적 테스트에서 안정적 성능을 유지하는 인장·굽힘 센서 잉크를 개발했다. 이는 전투원의 격렬한 움직임 속에서도 정확한 데이터를 얻을 수 있음을 의미한다.
연구팀은 개발한 전자섬유를 옷의 주요 관절 부위인 어깨, 팔꿈치, 무릎 등에 프린팅해 달리기, 팔 벌려 높이뛰기, 팔굽혀 펴기 등 다양한 운동 시 움직임과 자세 변화를 실시간으로 측정했다. 또 스마트 마스크를 활용해 호흡 패턴을 측정하거나, 장갑에 센서와 전극을 프린팅해 기계학습을 통한 물체 인식과 복합적인 촉감 정보를 인지하는 응용 가능성도 시연, 전투원의 움직임을 정밀 파악하는 데 효과적임을 확인했다.
연구 제1 저자인 박규순 육군 소령(신소재공학과 박사과정)은 "이번 연구를 통해 병과·직책별 전투의 유형에 따른 맞춤식 훈련을 제공할 수 있는 원천기술을 확보해 우리 장병들의 전투력을 향상하는 데 기여할 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 국제 학술지 'npj 플렉서블 일렉트로닉스(지난달 27일자)'에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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