초록 ▼

연구개요
본 연구는 비타민D 결핍을 예방하여 건강함 삶을 지원하기 위해, 개인 프로파일 (성별, 나이, 노출정도 등)에 따라 하루에 필요한 비타민 D를 계산하고, 자연광 UVB에서 부족하게 생성된 비타민D량을 인공조명을 통해 서비스하는 개인 프로파일 기반 UVB-LED 건강조명시스템을 개발함

연구 목표대비 연구결과
☐ 1차년 목표 : 자연광 실측 UVB 데이터 분석 및 조명제어 기준지표 설계
- 자외선과 건강, 인체 유해성 관련 선행 사례 및 분광복사계 기반 국내 자연광의 실측분석과 조명의 광생물학적 안

연구개요
본 연구는 비타민D 결핍을 예방하여 건강함 삶을 지원하기 위해, 개인 프로파일 (성별, 나이, 노출정도 등)에 따라 하루에 필요한 비타민 D를 계산하고, 자연광 UVB에서 부족하게 생성된 비타민D량을 인공조명을 통해 서비스하는 개인 프로파일 기반 UVB-LED 건강조명시스템을 개발함

연구 목표대비 연구결과
☐ 1차년 목표 : 자연광 실측 UVB 데이터 분석 및 조명제어 기준지표 설계
- 자외선과 건강, 인체 유해성 관련 선행 사례 및 분광복사계 기반 국내 자연광의 실측분석과 조명의 광생물학적 안전성(IEC 62471) 인증 규격의 분석 수행
- 광 특성 측정을 위한 테스트베드를 구축한 후 UVB-LED 광원 및 디퓨저 적용에 따른 광특성을 측정 분석하여 UVB-LED 조명 개발을 위한 기초데이터 확보
- 비타민D 합성 지원을 위한 고려 요소 분석 및 개인 프로파일(연령, 노출정도 등) 기반 일일 비타민 D 필요량 충족을 위한 UVB 조사량 제어 기준지표 설계
☐ 2차년 목표 : 인공조명의 광학적 특성에 기초한 UVB-LED 조명제어 알고리즘 개발
- UVB-LED 광원별 조사량, 분광분포, 피크파장 분석 및 파장별 가중 함수 적용을 통한 비타민D 합성량 산출 알고리즘 개발
- 실내․외 UVB 조사 누적량 측정을 위한 UV 센서 기반 스마트디바이스를 구현하였고 UV 센싱 데이터의 송수신 및 조명의 제어를 위한 펌웨어 개발
- 야외활동 시간(UV 노출량)기반 UVB-LED 조명의 제어 알고리즘을 개발하였고 개발 조명을 통한 비타민D 합성 지원 가능 여부 확인 위한 시뮬레이션 수행
☐ 3차년 목표 : 개인 프로파일 기반 UVB-LED 건강 조명 서비스 및 안전성 검증
- 연령, 노출면적 등 개인 프로파일과 전반조명, 특수조명 등의 조명별 사용 환경 및 목적에 따른 조명의 제어 시나리오 개발
- IoT 스마트 디바이스를 통해 야외 UV 노출량을 측정한 후 부족한 UVB Dose를 실내조명을 통해 제공하는 비타민D 합성 지원 알고리즘의 개발 및 성능 평가
- UVB-LED 조명의 공인인증기관(KTC)의 광생물학적 안전성 평가(IEC 62471)를 통해 가장 안전한 등급(Exempt)을 취득하였고 조명 서비스의 안전성을 검증

연구개발결과의 중요성
☐ “개인 프로파일 기반 UVB-LED 건강 조명 시스템”은 주거공간·사무공간·병원·요양시설·공공시설·공장 등 다양한 공간에 적용 가능하며, 치료 중심의 라이트테라피 조명에서 예방 차원의 기능이 부가되어 사용자가 무자각·무구속 상태의 일상생활 속에서 개인 건강을 효율적으로 관리하도록 지원하는 신개념의 조명 제어 서비스 제공
☐ UVB센서 탑재형 IoT 웨어러블 스마트 디바이스는 UVB-LED 전반조명과의 연동으로 개인의 비타민 D 체내 합성 수준을 파악하고 부족할 경우 일상생활 속에서 비타민D를 자동으로 보충하도록 지원
☐ 조명 제어 지표는 1년 365일(시간, 계절, 기상) 동적으로 변화하는 국내 자연광 분광 스펙트럼 분포와 일주기 패턴을 실측 및 분석하고 이를 인공조명 설계 및 제어알고리즘 개발에 반영하여 국내 빛 환경에 최적화된 건강 조명 서비스 지표로 활용
☐ 인구 고령화, 장애노인의 지속적인 증가 등으로 향후 고령자를 위한 다양한 융합서비스 개발이 가능하고, 향후 빛이 부족한 지하공간에 활용할 경우 비타민D 결핍과 관련된 질병 완화에 활용 가능

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 배경 및 목적 ... 4
• 나. 연구 목표 ... 5
• 다. 연구의 내용 및 범위 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 가. 1차년도 ... 6
• 나. 2차년도 ... 10
• 다. 3차년도 ... 13
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 26
• 끝페이지 ... 42