[논문]바이오 모니터링 스마트 의류와 E-textile 개발 현황

조길수; 양윤정; 성문수

바이오 모니터링 스마트 의류와 E-textile 개발 현황
Development and Its Present Status of Bio-monitoring Smart Clothing and E-textiles 원문보기

한국의류산업학회지 = Journal of the Korean Society for Clothing Industry, v.10 no.1, 2008년, pp.1 - 10

조길수 (연세대학교 의류환경학과, 스마트 의류 기술개발 연구소) , 양윤정 (연세대학교 의류환경학과, 스마트 의류 기술개발 연구소) , 성문수 (연세대학교 의류환경학과, 스마트 의류 기술개발 연구소)

초록이 없습니다.

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

또한 연세대학교 스마트의류 기술개발 연구소(스마트 의류 기술 개발 연구소, 2007; 조길수, 2007; 조길수·조자영, 2007)가 개발한 스마트 의류와 E-textile 관련 연구를 소개하였다.

제안 방법

of Pisa에서 연구한 직물 센서는, Piezoelectric sensor, 즉 압전 센서를 활용하여 호흡을 측정하는 장치이다. CLR (carbon loaded rubber) 압전 센서로 RT (respire trace)를 측정하였으며, CLR 센서와 일반전극의 성능비교를 위해, 시그널을 비교한 결과, Fig. 15와 같이 두 신호가 유사하게 나왔다(Rossi et al. 2003).
의복의 신축성에 따른 ECG 검출 성능을 알아보기 위하여 이 연구에서는 스판덱스의 함유량을 0%, 5%, 7%로 다르게 한 세 가지 타입의 셔츠를 만들었다. 각각의 셔츠에는 100% 스테인레스스틸사를 이용하여 만든 나선형의 자수 전극을 부착하여 착용자에게 입힌 후 ECG 신호를 추출하였다.
ECG 측정용 자수 전극: ECG 측정 용으로 개발한 다른 하나는 100% 스테인레스스틸사를 이용하여 만든 나선형의 자수 전극을 의복에 부착하여 활용(조자영 외, 2007)한 것이다. 의복의 신축성에 따른 ECG 검출 성능을 알아보기 위하여 이 연구에서는 스판덱스의 함유량을 0%, 5%, 7%로 다르게 한 세 가지 타입의 셔츠를 만들었다. 각각의 셔츠에는 100% 스테인레스스틸사를 이용하여 만든 나선형의 자수 전극을 부착하여 착용자에게 입힌 후 ECG 신호를 추출하였다.
이 글에서는, 바이오 모니터링 스마트 의류와 E-textile 개발 현황을 알아보기 위해, 바이오모니터링 시스템의 발전과 핵심요소, 센싱 시스템의 형태, 바이오 모니터링 스마트 의류의 시장 점유율과 상품화 현황 등을 조사하였고, 바이오 모니터링 스마트 의류를 위한 핵심기술인 E-textile에 대해 심전도 측정용, 호흡 측정용, 동작 측정용으로 나누어 그동안 이루어진 개발기술을 문헌 조사를 통해 분석하였다. 또한 연세대학교 스마트의류 기술개발 연구소(스마트 의류 기술 개발 연구소, 2007; 조길수, 2007; 조길수·조자영, 2007)가 개발한 스마트 의류와 E-textile 관련 연구를 소개하였다.
직물의 신장 정도에 따라 전기 저항이 변화하는지의 여부를 확인하기 위하여 multimeter로 전기 저항 변화를 측정한 후, 암 슬리브를 착용한 상태에서 팔꿈치 각도에 따른 직물의 전기저항 변화를 실시간으로 측정하였고, 마지막으로 0º부터 135º까지 10º 단위로 해당 각도에서의 전기 저항을 측정하였다.
혈중 산소는 광섬유를 이용하여 측정할 수 있다. 파장이 다른 두 개의 광원을 사용하여 혈중 옥시헤모글로빈에 의한 광 흡수율을 비교함으로써, 혈중 산소를 파악할 수 있다. 예를 들어, 가시광선은 옥시헤모글로빈(산소를 나르는 헤모글로빈)과 디옥시헤모글로빈의 흡수 계수 차이가 크나, 적외선은 흡수 계수 차이가 작다.
팔 움직임에 따른 실시간 전기저항 변화와 팔꿈치 각도별 전기저항 값으로부터 팔꿈치 각도 변화에 따른 전기저항 값을 회귀 식으로부터 구하였다.
프로젝트 퓨전 시스템은 Polar Electro 사의 심박수, 스피드, 거리를 측정하는 장비를 Adidas의 의류나 신발에 통합한 것으로, “Poject Fusion”을 통하여 병원이나 스포츠 센터에 가지 않고도 운동량을 측정할 수 있게 되었다.

대상 데이터

편직 전극 (Knitted Electrodes): 영국 Manchester공과대학교에서 개발한 이 전극은 스테인레스스틸사를 제편하여 제작한 것으로, 이를 신축성 밴드에 봉제하여 electrode band를 구성하였다(Fig. 13). 이 밴드는 삼두근과 가슴에 각각 착용하여 심전도를 측정한다(Wijesiriwardana et al.

데이터처리

이 직물을 ECG 전극으로 활용한 결과, 심장 박동을 검출하는데 효과적이었다. ECG전극으로서의 성능평가를 위해, 의료용 AgCl 전극과 ECG 신호 검출률을 비교해 보았고, 그 결과 유사한 파형이 검출되었다(Jang et al., 2006b; Jang et al., 2007).

성능/효과

24는 자수 전극이 부착된 셔츠를 착용한 피험자 5명의 ECG 신호이다. AgCl 신호에 비해서 파형에 다소 noise가 있었으며, 스판덱스 함유량에 따라 R-peak 검출률에 차이가 있었다. 한편, 스판덱스 함유량이 7%인 셔츠의 경우, R-peak 검출률이 83%로 가장 높게 나왔다.
둘째, 스마트 의류를 구성하는 센서, 전원 공급 장치, Output 장치 등의 요소들이 효율적으로 작동하기 위해서는 호환성과 내구성, 유용성을 고려한 인터커넥션 기술 또한 발전되어야 한다. 현재 스마트 의류의 구성 요소별로 의복 내장 기술의 개발 수준에는 차이가 있다.
예를 들어, 가시광선은 옥시헤모글로빈(산소를 나르는 헤모글로빈)과 디옥시헤모글로빈의 흡수 계수 차이가 크나, 적외선은 흡수 계수 차이가 작다. 따라서, 이 두 광원의 흡수계수의 비를 산출하면 되는데, 그 값이 크면 옥시헤모글로빈이 많은 것으로 혈중 산소가 많음을 의미하고, 그 값이 작으면 옥시헤모글로빈이 적은 것으로 혈중 산소가 적음을 의미한다.
이 직물을 ECG 전극으로 활용한 결과, 심장 박동을 검출하는데 효과적이었다. ECG전극으로서의 성능평가를 위해, 의료용 AgCl 전극과 ECG 신호 검출률을 비교해 보았고, 그 결과 유사한 파형이 검출되었다(Jang et al.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	바이오 모니터링(bio-monitoring) 스마트 의류란 무엇인가?	바이오 모니터링(bio-monitoring) 스마트 의류란 인체와 가장 가까운 ‘주위의 지성적 존재’(ambient intelligence)로서, BT와 IT가 fashion에 융합된 새로운 형태의 건강관리용 신종 의류이다. 이는 생체신호를 체크할 수 있는 각종 기기를 부착함으로써 착용자의 호흡이나 심장 박동 수 등과 같은 신호를 감지할 수 있어 착용자의 건강을 24시간 체크할 수 있다.
	바이오 모니터링 시스템은 어떤 방식으로 발전하고 있는가?	바이오 모니터링 시스템은 온도계나 맥박계 등과 같은 의료기기를 이용해서 생체신호를 측정하는 방식에서, 의복 또는 밴드의 형태에 통합된 센서를 통해서 생체신호를 측정하는 방식으로 발전하고 있다. 이러한 현상은 건강에 대한 관심의 증가와 자신의 건강상태를 수시로 확인하고자 하는 욕구가 커짐에 따라 몸이 가는 곳에서는 어디서나 이러한 욕구를 충족시킬 수 있도록 하기 위해 생긴 현상이다.
	웨어러블 시스템은 네가지 핵심 요소로 구성되는데 이는 무엇인가?	Fig. 2는 이들 요소들을 보여 주는데, 이들은 인체의 물리적, 화학적 변화를 감지하는 ‘센싱 시스템’, 측정된 생체정보를 알려주는 ‘모니터링 시스템’, 전송된 데이터분석을 바탕으로 새로운 건강 지표를 제시하는 ‘분석 시스템’, 그리고 착용자에게 건강 상태 변화 등을 알려주는 ‘피드백 시스템’이다.

참고문헌 (34)

문지혜.조자영.조길수 (2005) 스마트 의류용 전도성 직물의 세탁 내구성 향상 방안. 2005 감성과학회 추계학술대회 논문집, pp.61
스마트 의류 기술 개발 연구소 (2007) "미래 일상생활용 스마트 의류 기술 개발-중기거점 산업기술개발사업 단계보고서". 산업자원부, 서울
조길수.김주영.김화연.이명은.이선 (2000) 디지털 의복. 섬유기술과 산업, 4(1), 148-157

원문보기 상세보기
조길수 (2004) 스마트 의류를 위한 E-텍스타일. 진리 자유(연세대학교), 55, 30-33
조길수 (2006) "최신의류소재" 개정판. (주)시그마프레스, 서울, p. 109
조길수 (2007) 연세대학교 스마트의류 기술개발 연구소, 한국의류산업학회지, 9(4), 455-456
조길수.조자영 (2007) 미래 일상생활용 스마트의류 기술 개발. 섬유 기술과 산업, 11(2), 111-116

원문보기 상세보기
조자영.문지혜.조길수 (2005) Cu/Ni 무전해 도금 직물의 E-텍스타일로서의 활용을 위한 내세탁성과 내마모성 평가. 2005 한국의류산업학회 추계학술대회 논문집, pp.212-215
조자영.장세은.조길수 (2007) 소재의 신축성이 직물 기반 심전도 모니터링 의복의 성능에 미치는 영향. 2007 한국감성과학회 춘계학술대회 및 국제감성 심포지엄, pp.39-40
조현승.김용준.김후성.서정훈.이선영.이주현.황은수 (2005) 트레킹 및 조깅을 위한 스마트 스포츠웨어의 프로토타입 개발. 감성과학, 8(3), 213-220

원문보기 상세보기
Barfield W., Mann S., Baird K., Gemperle F., Kasabach C., Stivoric J., Bauer M, Martin R. and Cho G. (2001) "Fundamentals of Wearable Computers and Augmented Reality" (Ed. by Barfield W. and Caudell T.). Lawrence Erlbaum Press, p.471
Carpi F. and Rossi D. D. (2005) Electroactive polymer-based devices for e-textiles in biomedicine. IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine, 9(3), 295-318

상세보기
Catrysse M., Puers R., Hertleer C., Langenhove L. V., Egmond H. V. and Matthys D. (2004) Towards the integration of textile sensors in a wireless monitoring suit. Sensors and Actuators A: Physical, 114(2-3), 302-311

상세보기
Cho G., Barfield W. and Baird K.(1998) Wearable computers, Fiber Technology and Industry, 2(4), 490-508

원문보기 상세보기
Cho J., Moon J, Jeong K. and Cho G. (2005) An exploration of electrolessly Cu/Ni plated polyester fabrics as e-textiles. Proceedings of the 9th International Symposium on Wearable Computers, Osaka, pp.206-207
Cho J., Moon J., Jeong K. and Cho G. (2006) Development of transmission threads for smart wear. By coating stainless steel yarns with insulating materials. Proceedings of the International Conference on Intelligent Textiles, Seoul, pp.67-68
Cho J., Moon J, and Jeong K. and Cho G. (2007) Application of PUsealing into Cu/Ni electro-less plated polyester fabrics for etextiles. Fibers and Polymers, 8(3), 330-334

원문보기 상세보기
Cho J., Moon J, Jeong K. and Cho G. (2007) Design and evaluation of textile-based signal transmission lines and keypads for smart wear, Proceedings of Human Computer Interaction International 2007, Beijing, pp.1061-1069
Cottet D., Grzyb J., Kirstein T. and Troster G. (2003) Electrical characterization of textile transmission lines. IEEE Transactions on Advanced Packaging, 26(2), 182-190

상세보기
Frank H. W. and Walton T. R. (2003) The lifeshirt. Behavior Modification, 27(5), 671-691
Gibbs P. T. and Asada H. H. (2005) Wearable conductive fiber sensors for multi-axis human joint angle measurements. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, 2(1), 7

상세보기
Jang S., Cho J. and Cho G. (2006a) Development of Cu sputtered fabrics for e-textiles. Proceedings of the International Fiber Societies Conference, Seoul, pp.373-374
Jang S., Cho J., Jeong K. and Cho G. (2006b) Exploring possibilities of e-textiles with Cu sputtering. Proceedings of the International Conference on Intelligent Textiles, Seoul, pp.67-68
Jang S., Cho J., Jeong K. and Cho G. (2007) Exploring possibilities of ECG electrodes for bio-monitoring smartwear with Cu sputtered fabrics. Proceedings of Human Computer Interaction International 2007, pp.1130-1137
Moon J., Cho J. and Cho G. (2006) The influence of sewing condition on the electrical properties of stainless steel yarn as transmission lines for e-textiles. Proceedings of the International Fiber Societies Conference, Seoul, pp.383-384
Ottenbacher J., Romer S., Kunze C., Grossmann U. and Stork W. (2004) Integration of a bluetooth based ECG system into clothing. Proceedings of the 8th International Symposium on Wearable Computers. Washington DC., pp.186-187
Paradiso R. Loriga G., Taccini N., Gemignani A. and Ghelarducci B. (2005) WEALTHY-a healthcare system: New frontier on e-textile. Journal of Telecommunications and Information Technology, 105-113
Rossi D. D, Carpi F., Lorussi F., Mazzoldi A., Paradiso R., Scilingo E. P. and Tognetti A. (2003) Electroactive fabrics and wearable biomonitoring devices. AUTEX Research Journal, 3(4), 180-185
Sung M., Baik K., Yang Y., Cho J., Jeong K. and Cho G. (2007) Characteristics of low-cost textile-based motion sensor for monitoring joint flexion. Proceedings of the 11th International Symposium on Wearable Computers-Student Colloquium Proposals, Boston, pp.29-31
Sung M., Yang Y., Cho J, Jeong K. and Cho G. (2007) Comparing signals of textile-based ecg electrodes with signal of AgCl Electrode. Proceedings of the International Conference on Intelligent Textiles, Seoul, pp.45-47
Mark S. and David K. (2005) "Wearable Systems: Global Market Demand Analysis". 2nd Ed., Vol. 2, Venture Development Corporation(VDC), pp.36-40
Wijesiriwardana R., Mitcham K. and Dias T. (2004) Fibre-meshed transducers based real time wearable physiological information monitoring system. Proceedings of the 8th International Symposium on Wearable Computers, Washington DC., pp. 40-47
Wijesiriwardana R. (2006) Inductive fiber-meshed strain and displacement transducers for respiratory measuring systems and motion capturing systems, IEEE Sensors Journal, 6(3), 571-579

상세보기
Yang Y., Sung M., Cho J, Jeong K. and Cho G. (2007) The Influence of bending and abrasion on the electrical properties of textilebased transmission line made of teflon-coated stainless seel yarns, Proceedings of the International Conference on Intelligent Textiles, Seoul, pp.154-156

저자의 다른 논문 :

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증