사람은 더위를 느끼면 땀 발생이 많아지고 추위를 느끼면 그 반대다. 이에 따라 같은 환경에서 땀 발생률을 측정하면 사람마다 느끼는 더위와 추위 상태를 판별해 열적 쾌적감을 측정할 수 있다. 카이스트 연구팀이 손목의 땀을 측정해 사람마다 각기 다른 열적 쾌적감의 정도를 측정할 수 있는 웨어러블을 개발했다. 

6일 KAIST에 따르면 이 대학 바이오및뇌공학과 조영호 교수팀은 손목의 땀을 측정해 개인의 열적 쾌적감을 측정할 수 있는 손목시계형 쾌적감 측정기를 개발했다고 6일 밝혔다.

일반적인 냉난방기는 공기의 습도와 온도를 일정하게 유지하도록 동작하므로 체질과 기후환경에 따라 개인마다 느끼는 추위와 더위의 정도가 각기 다르다.

연구팀은 작은 크기로 사람 피부에 착용 가능하면서 환기구동기를 집적해 연속적으로 땀 발생률을 측정할 수 있는 쾌적감 측정기를 제작했다. 사람이 느끼는 더위나 추위의 정도에 따라 땀 발생률이 변화한다는 점에 착안했다. 땀 발생률을 측정해 주어진 환경 내에서 개인의 체감 더위와 추위를 파악하는 기술이다.

측정기는 밀폐된 챔버가 피부에 부착됐을 때 습도가 증가하는 비율을 통해 땀 발생률을 측정한다. 피부에 챔버가 완전히 부착된 뒤 측정을 시작하므로 외부 공기나 사람의 움직임에도 안정적인 수치를 얻을 수 있다. 또 소형 열공압 구동기를 집적해 챔버를 피부 위로 들어올려 자동 환기가 가능하다.

손목시계형 쾌적감 측정기는 주위의 온도나 습도에 관계없이 개인에 따라 변화하는 땀 발생률을 측정하므로 개인별 맞춤형 냉난방을 실현할 수 있다.

측정기는 직경 35mm, 두께 25mm, 무게 30g(배터리 포함)이며, 기존 측정기 대비 무게가 절반 이하(47.6%), 소비전력은 12.8%에 불과하다.

6V 소형 손목시계용 배터리로 4시간 동작이 가능하다. 사람의 걸음에 해당하는 공기흐름인 0~1.5m/s에서 안정적으로 작동하기 때문에 움직이는 상태에서 성능을 유지해야 하는 포터블, 웨어러블 기기로 사용이 가능하다.

조 교수는 "기존 냉난방기는 주변의 온도와 습도 기준으로 쾌적감을 판단해 개인적으로 느끼는 쾌적감과 무관하지만 우리가 개발한 쾌적감 측정기는 개인적 쾌적감을 판단할 수 있다"며 "신개념의 개인맞춤형 지능형 냉, 난방기로 활용이 가능하다"고 말했다. 

이번 연구는 과학기술정보통신부의 중견연구자지원사업을 통해 수행됐다. 심재경, 윤성현 연구원의 주도로 개발한 이번 연구 성과는 융합, 과학 분야의 네이처 자매지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 1월 19일자에 게재됐다.

송강섭 기자 successnews@successnews.co.kr

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