KAIST 권경하 교수 연구팀과 미국 노스웨스턴대 박찬호 박사팀이 공동으로 주변 빛을 활용해 외부 전력 없이 24시간 연속 건강 모니터링이 가능한 차세대 적응형 무선 웨어러블 플랫폼을 개발했습니다.

연구진은 기존 웨어러블 기기의 한계였던 LED 구동과 무선 전송에 따른 높은 전력 소모를 줄이기 위해 세 가지 빛 기반 기술이 결합됐습니다.

첫째, 광 측정 방식 기술로 주변 광량에 따라 LED 밝기를 조절해 일정한 조도를 유지하며 최대 86.2% 전력을 절감합니다.

둘째, 실내외 모든 광원을 전력으로 변환해주는고효율 다접합 태양전지 기술로 주변 환경과 배터리 상태에 따라 11가지 전력 구성을 자동 전환해 에너지 효율을 높입니다.

셋째, 낮에 빛을 흡수 저장했다가 어두울 때 방출하는 축광·발광 방식을 도입해 완전한 어둠에서도 최대 2.5분간 연속 측정이 가능합니다.

이 기술은 밝은 환경에선 광 측정과 태양전지가, 어두운 환경에선 축광 방식이 작동해 24시간 연속 작동을 가능하게 합니다.

또한 데이터를 센서 내에서 처리해 데이터 전송량을 100배 줄여 무선 송신 전력도 획기적으로 절감했습니다.

검증 실험에선 심박수·산소포화도 측정용 PPG 센서, 블루라이트 노출을 감지하는 청색광 센서, 염분·포도당·pH를 분석하는 땀 센서가 상용 의료기기 수준의 정확도를 보였습니다.

특히 땀 센서를 통해 탈수나 전해질 불균형을 조기에 감지할 수 있어 예방의료 기반 마련에 기여할 수 있습니다.

KAIST 권경하 교수는 "이 기술을 활용해 24시간 건강 모니터링이 가능해짐에 따라 의료 패러다임이 예방 중심으로 전환될 수 있을 것"이라며, "조기 진단을 통한 의료비 절감 효과와 함께 차세대 웨어러블 헬스케어 시장에서의 기술경쟁력 확보도 기대된다"라고 말했습니다.

이번 연구는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션스 7월호에 실렸습니다.

TJB 대전방송