[보안뉴스 강현주 기자] 군복 섬유에 전자 회로를 그려 넣어 전투원 데이터를 수집하고, 이를 바탕으로 맞춤형 훈련 모델을 제시하는 기술이 개발됐다.

KAIST는 스티브 박 신소재공학과 교수 연구팀이 섬유 위에 전자회로를 그려 넣는 기술을 바탕으로 유연하고 착용 가능한 전자섬유 플랫폼을 개발했다고 25일 밝혔다.

연구팀이 개발한 웨어러블 전자 섬유 플랫폼은 3D 프린팅 기술과 신소재공학적 설계를 결합해 유연하면서도 내구성이 뛰어난 센서와 전극을 섬유에 직접 인쇄했다. 이를 통해 전투원 개개인의 정밀한 움직임 및 인체 데이터를 수집하고, 이를 기반으로 맞춤형 훈련 모델을 제시할 수 있다.


▲전투복 등 다양한 섬유에 직접 잉크 쓰기(DIW) 프린팅 기술로 제작한 전자섬유 개략도[자료: KAIST]

센서와 전극 기능을 하는 특수 잉크를 섬유 기판 위에 원하는 패턴으로 직접 분사해 인쇄하는 ‘직접 잉크 쓰기’(DIW) 3D 프린팅 기술을 적용, 간편하게 다양한 디자인을 구현할 수 있다.

격렬한 움직임 속에도 안정적 성능을 유지하는 고성능 기능성 센서 잉크와 섬유 위아래 층을 전기적으로 연결하는 전극 구현을 위한 잉크를 개발한 것이 핵심이다.

연구팀은 실제 인체 움직임 모니터링 실험을 통해 플랫폼 성능을 입증했다. 연 전자 섬유를 어깨, 팔꿈치, 무릎 등 옷의 주요 관절 부위에 프린팅해 달리기, 팔 벌려 높이뛰기, 팔굽혀펴기 등 다양한 운동 중 움직임과 자세 변화를 실시간 측정했다.

또 스마트 마스크를 활용해 호흡 패턴을 모니터링하거나 장갑에 센서 및 전극을 프린팅해 기계학습을 통한 물체 인식 및 복합 촉감 정보를 인지하는 응용 가능성도 시연했다.

이러한 결과는 개발된 전자 섬유 플랫폼이 전투원의 움직임 역학을 정밀하게 파악하는 데 효과적임을 보여준다.

이 연구는 신소재 기술이 국방 분야 첨단화에 기여할 수 있음을 보여주는 사례라고 연구팀은 설명했다. 연구에 참여한 박규순 육군 소령은 군사적 활용이나 실제 보급을 위한 경제성 등을 연구설계 단계부터 고려했다.

박 소령은 “현재 우리 군은 인구절벽으로 인한 병력 자원 감소와 과학기술 발전으로 위기이자 기회를 마주하고 있다”며 “이 연구는 병과나 직책, 전투 유형에 따른 맞춤 훈련을 제공할 원천 기술을 확보해 장병 전투력을 향상하고 생존성을 보장하기 위한 것”이라고 말했다.

이 연구는 학술지 ‘npj Flexible Electronics’에 최근 게재됐다. 산업통상자원부 및 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.

※논문명 : Fabrication of Multifunctional Wearable Interconnect E-textile Platform Using Direct Ink Writing (DIW) 3D Printing

[강현주 기자(jjoo@boannews.com)]

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