본 연구에서는 뇌혈류 신호를 측정할 수 있는 시변자계 기반의 비접촉식 직물센서를 설계하여 뇌혈류 신호 검출 및 감성평가의 가능성을 탐색하고자 하였다. 직물센서는 40 denier의 은사를 30합사 한 후 컴퓨터 기계 자수하여 코일 형 센서로 구현하였다. 뇌혈류 측정 실험을 위해 코일형 센서를 경동맥 부위에 부착하고, ECG (Electrocardiogram) 전극과 RSP (Respiration) 측정 벨트를 부착 및 착용하도록 하였으며, 동시에 초음파 진단기기를 사용해 도플러 초음 파 검사(Doppler Ultrasonography)를 수행하여 혈류 속도를 측정하였다. 피험자에게 Meta Quest 2를 착용시키고, 실 험을 위해 조작된 영상 시각 자극을 보여주면서 혈류 신호를 측정한 후 시각 자극에 대한 감성평가 설문지를 작성하 도록 하였다. 측정 결과, 도플러 초음파 검사를 통해 측정된 혈류 속도 신호에 변화가 생길 때 직물센서로 측정한 신호도 함께 변화하는 것으로 나타났다. 이를 통해 코일형 직물센서를 이용하여 뇌혈류활동 신호를 측정할 수 있다 는 것을 검증하였다. 또한, 감성평가를 위하여 ECG 신호와 PLL 신호(직물센서 신호)에서 추출한 HRV를 계산해서 비교한 결과, 시각 자극으로 인한 교감신경계와 부교감신경계의 활성화에 따른 비율의 변화에 대해서는 직물센서로 측정한 신호와 ECG 신호를 이용해 계산한 값이 비슷한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 결론적으로, 본 연구에서 개발된 시변자계 기반의 코일형 직물 센서를 통해 뇌혈류 변화 측정 및 감성 모니터링이 가능할 것으로 사료된다.

본 연구의 목적은 본 연구에서는 탄소나노튜브 기반의 신축성 직물 센서의 모양과 의복 상 부착 위치가 아동의 사지 관절 동작 센싱 성능에 미치는 영향을 분석하고, 이를 통해 아동의 사지 동작 센싱에 적합한 직물 동작 센서의 요건을 규명하고자 하였다. 실험 대상 아동에게 2종의 센서 모양과 2개의 센서 부착 위치에 따라 조작된 실험복을 착의시킨 후 60 deg/sec의 속도로, 팔과 다리의 굽힘-폄 동작(60°, 90°의 동작 각도별로 10회씩 3회 반복 동작, 총 60회 동작)에 의한 직물 센서의 신장과 수축에 따른 전압의 변화량을 측정하였으며, 가속도 센서를 함께 부착하여, 센싱 결과의 일치 도를 분석함으로써 신뢰도를 검증하였다. 실험 결과 아동의 팔과 다리 동작을 가장 효율적으로 측정할 수 있는 직물 센서의 구성 요건은 장방형 모양 센서 및 관절로부터 4㎝ 아래 부위에 부착된 센서로 나타났다. 본 연구에서는 아동의 사지 동작 측정에 적합한 직물 센서를 개발하고 관절동작 센싱에 적합한 센서의 모양과 의복 상 부착 위치에 대한 조건 을 분석하였으며, 의복에 통합된 유연한 직물 센서를 활용하여 인체 부위별 동작 센싱이 가능하다는 것을 규명하였다.

본 연구의 목적은 직물형 스트레인게이지 센서의 종류와 측정 위치가 호흡 신호 검출 성능에 미치는 영향을 연구 하는 것이다. 본 연구에서는 호흡 신호 측정을 위하여 두 가지 종류의 센서를 구현하고 이를 밴드에 부착하여 호흡 신호를 검출하였다. 20대의 건강한 남성 8명을 대상으로 호흡 측정 밴드 2종을 순차적으로 피험자에게 착용하도록 하였다. 피험자가 편안하게 서 있는 상태에서 분당 15회의 호흡을 동기화시켰다. 30초 동안의 호흡 신호를 측정하고 10초간 휴식을 취하도록 한 후 다시 30초 동안의 호흡 신호를 반복 측정하였다. 측정 위치는 흉부와 복부에서 각각 측정하였다. 또한 동작 상태에서의 호흡 측정 성능을 검증하기 위하여 피험자를 80SPM의 속도로 제자리에서 걷게 하고 이 때의 호흡 신호를 동일한 실험 방법으로 측정하였다. 한편 참조 신호를 획득하기 위해 ‘BIOPAC Systems, Inc.’의 SS5LB를 착용하게 한 후 동시에 측정하였다. 센서의 종류, 측정 위치, 동작 상태의 총 8개 조합의 집단 간 측정 성능의 차이를 검증하기 위해서 SPSS 24.0을 사용하여 Kruskal-Wallis test와 Bonferroni 사후검정을 실행하였다. 또한 센서 종류, 측정 위치, 동작 상태에 따라 각각 차이가 있는지를 분석하기 위해 Wilcoxon test를 실시하였다. 분석 결과 동작 상태와 관계없이 CNT기반의 직물센서를 통해 흉부에서 호흡 신호를 측정 했을 때 호흡 신호 검출 성능이 가장 우수한 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 기반으로 향후에는 야외 환경에서 또는 일상 활동 중에도 동작에 방해 없이 다양한 생체신호를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 가슴벨트형 웨어러블 플랫폼을 개발하고자 한다.

본 연구의 목적은 스마트 헬스케어를 위해 접촉식 직물전극의 구조가 심장활동 신호 획득에 미치는 영향을 연구하는 것이다. 본 연구에서는 심장활동 신호 측정을 위하여 전극의 크기와 구성방식을 조작한 6종의 접촉식 직물전극을 컴퓨터 자수 방식으로 구현하였고, 이를 가슴밴드에 부착하여 응용형 리드 II(modified Lead II) 방식으로 심장활동 신호를 검출하였다. 건강한 신체의 남성 4명을 대상으로 서서 정지한 자세에서 각 직물전극을 사용하여 심장활동 신호를 검출하였으며, 모든 유형의 전극에 걸쳐 4회씩 반복측정 하였다. 심장활동 신호의 수집을 위해 BIOPAC ECG100 장비를 사용하여 1 ㎑로 샘플링하였으며, 검출된 원 신호를 대역통과 필터를 사용하여 필터링하였다. 직물전극의 구조에 따른 심장활동 신호 획득의 성능을 비교하기 위하여 신호의 파형과 크기를 파라미터로 하여 정성적 분석을 실시하였고, 각 전극을 통하여 획득된 심장활동 신호의 SPR(signal power ratio)을 산출함으로써 정량적 분석을 실시하였다. 산출된 SPR 값을 대상으로 하여 비모수 통계분석 방식의 차이검정과 사후검정을 실시함으로써 6개 전극의 구조에 따른 심장활동 신호 획득의 성능 차이를 구체적으로 분석하였다. 연구 결과 접촉식 직물전극의 구조에 따라 심장활동 신호의 품질에는 정성적, 정량적 측면에 걸쳐 모두 주요한 차이가 있는 것이 고찰되었다. 접촉식 직물전극의 구성 측면에 있어서는 입체전극이 평면전극에 비해 더 우수한 품질의 신호가 검출되는 것으로 나타났다. 한편 3가지 전극 크기에 따른 심장활동 신호 획득의 유의한 성능 차이는 발견되지 않았다. 이러한 결과는 심장활동 신호 획득을 위한 접촉식 직물전극 구조의 두 가지 요건 중 구성방식(평면/입체)이 웨어러블 헬스케어를 위한 심장활동 신호 획득의 성능에 주요한 영향을 미치는 것을 시사한다. 본 연구 결과를 기반으로 후속 연구에서는 직물전극이 일체형으로 통합된 의복형 플랫폼을 구현하고 성능 고도화 방안을 연구함으로써, 시공간의 제약 없이 고품질의 심장활동 모니터링이 가능한 스마트 의류 기술을 개발하고자 한다.

웨어러블 광섬유 직물의 주요 요건은 의류에 적용하기 위해 높은 유연성을 전제로 해야 한다는 점과 인체의 평평한 부위뿐만 아니라 굴곡이 있는 구간에서도 발광 효과, 즉 휘도를 유지해야 한다는 점이다. 따라서 본 연구에서는 위 조건을 충족하는 웨어러블 광섬유 직물의 세부 구조를 직조(weaving) 타입과 자수(computer embroidery) 타입의 2가지 로 제작하였고, 이를 토대로 다음의 두 가지 조건에서 실험을 실시하였다. 첫째, 굴곡이 없는 평평한 상태에서의 웨어러블 광섬유 직물을 1㎝간격으로 총 10개의 측정점을 좌표화하여 그 휘도를 측정하였다. 둘째, 인체 부위 중 입체적 굴곡이 발생하는 팔뚝 부위에 가로 방향으로 웨어러블 광섬유 직물을 배치하고 1㎝ 간격으로 총 10개의 측정점을 좌표화하여 그 휘도값을 측정하였다. 그 결과 직조(weaving) 타입의 경우, 평평한 상태에서의 휘도값은 최대 5.23cd/㎡, 최소 2.74cd/㎡, 평균 3.56cd/㎡, 표준편차 1.11cd/㎡로 나타났고, 팔뚝 부위에서의 휘도값은 최대 7.92cd/㎡, 최소 2.37cd/㎡, 평균 4.42cd/㎡, 표준편차 2.16cd/㎡로 나타났다. 또한 자수(computer embroidery) 타입의 경우, 평평한 상태에서의 휘도값은 최대 7.56cd/㎡, 최소 3.84cd/㎡, 평균 5.13cd/㎡, 표준편차 1.04cd/㎡로 나타났고, 팔뚝 부위에서의 휘도값은 최대 9.62cd/㎡, 최소 3.63cd/㎡, 평균 6.13cd/㎡ 표준편차 2.26cd/㎡ 나타났다. 즉, 자수(computer embroidery) 타입의 경우가 직조(weaving) 타입의 경우에 비해 더 높은 발광 효과를 보였는데 이는 자수(computer embroidery) 타입의 세부 구조가 배면 소재로 인해 빛의 손실을 줄일 수 있었기 때문으로 사료된다. 또한 두 타입 모두에서 팔뚝 부위의 휘도가 평평한 상태에 비해 각각 124%, 119%로 나타나, 인체의 굴곡에도 본 웨어러블 광섬유 직물의 발광 효과가 우수하게 나타남을 알 수 있었다. 이는 빛의 파동설을 정의한 호이겐스의 원리(Huygens’ principle), 빛 파면의 진행 방향과 이루는 각도(θ)의 크기에 커지면 이와 비례하여 빛의 세기도 커진다는 호이겐스-프레넬-키르히호프 원리 (Huygens-Fresnel-Kirchhoff principle)와 일치하는 결과이다.

본 연구는 시·청각 피드백을 통해 아동의 운동 효과를 증진시킬 수 있는 의류형 웨어러블 동작 센싱 및 피드백 시스템을 개발하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 직물 센서 제조 및 이를 적용한 스포츠웨어 디자인, 직물 기반 동작 센싱 모듈 설계, 아동의 운동 흥미 유발을 위한 시·청각 피드백 시스템 개발 등의 일련의 연구를 수행하였다. SWCNT 기반의 동작 센싱용 신축성 직물 센서를 개발하고, 이를 의복의 사지 관절 부위에 부착한 스포츠웨어를 디자인하였으며, 센싱 모듈을 설계하여 아동을 대상으로 한 관절 동작 실험을 통해 센싱 성능을 검증하였다. 또한 악세서리 형태로 개발된 피드백 제품을 통해 본 연구에서 개발된 스포츠웨어를 착용한 아동의 동작에 따라 빛과 소리로 반응하도록 구현하였다. 본 연구의 결과로, 아동의 운동 흥미를 유발할 수 있는 아동용 스포츠웨어 및 악세서리 제품의 디자인 프로토타입을 제안하였다.

본 연구의 목적은 첫째 마찰 시 직물의 면적을 증가시켜 에너지 수확의 효율을 높일 수 있는 입체 자수 기법 및 전도성 직물 재료를 탐색하고, 둘째 높은 효율을 보이는 입체 자수 기법을 토대로 브러싱 가공을 실시하여 가공 후의 발생 전압을 분석하며, 셋째 이를 근거로 마찰 에너지 수확 증대형 직물의 구조를 탐색하는 것이다. 이를 위해 다음의 두 가지 실험을 실시하였다. “실험 Ⅰ”에서는 인체로부터 마찰 에너지를 수확하는 효율에 영향을 미치는 직물 내 주요 변인으로, 1) 입체 자수 기법(사틴 기법, 파일 기법), 2) 전도성 직물 재료(구리 기반 MPF, 니켈 기반 MPF)를 선정하고, 이 두 변인들의 조합에 따른 4개의 시료를 제작하여 마찰 시 발생 전압의 차이를 비교 분석하였다. “실험 Ⅱ”에서는 높은 효율을 보이는 입체 자수 방식의 시료를 대상으로 브러싱 가공을 실시하여 가공 후의 발생 전압을 분석하였다. 그 결과, 두 전도성 직물 재료 모두에 있어서 파일 자수 직물 구조가 사틴 자수 직물 구조에 비해 높은 마찰 에너지 수확 효율을 보였고, 이러한 결과는 마찰 면적에 따른 전하 밀도와 발생 전압이 비례하는 마찰 에너지 수확의 원리와 일치하였다. 이를 통해 마찰 면적이 큰 파일 자수 직물 구조가 마찰 면적이 상대적으로 작은 사틴 자수 직물 구조에 비해 에너지 수확 효율을 증대시키는데 유리한 방식임을 알 수 있었다. 또한 브러싱 가공 후의 에너지 수확 효율도 마찰 면적 증대로 인해 가공 전에 비해 높게 나타나, 브러싱 가공 방식이 마찰 에너지 수확 증대에 있어서 유리한 가공 방식임을 알 수 있었다.

본 연구에서는 E-textile 기반 신축성 센서의 모양과 부착 위치가 동작 센싱 성능에 미치는 영향을 분석하고, 이를 통해 인체 동작 센싱에 가장 적합한 의복 구조 요건을 규명하고자 하였다. 실험 대상 아동에게 센서의 모양과 부착위치에 따라 조작된 실험복을 착의시킨 후 60 deg/sec의 속도로, 60°, 90°, 120°의 동작 각도별로 팔과 다리의 굽힘, 폄 동작 의한 직물 센서의 신장과 수축에 따른 전압의 변화량을 측정하였으며, 가속도 센서를 함께 부착하여 동작의 일치도를 검증하였다. 또한 아동의 모형 팔과 다리를 제작하여 이를 대상으로 동일한 실험을 수행함으로써 인체의 팔, 다리의 동작 실험 결과와 비교하였다. 분석 결과 센서의 모양에서는 모형 대상 실험과 아동 대상 실험 모두에서 보트형의 센서 보다 장방형의 센서가 더 균일하고 안정적인 경향을 보여 재현성과 신뢰성이 높은 것으로 나타났다. 센서의 부착 위치는 모형 대상 실험에서는 팔꿈치와 무릎의 관절부로부터 4 ㎝ 아래 지점에 부착된 경우, 아동 대상실험에서는 팔꿈치와 무릎의 관절부에 위치했을 때 재현성과 신뢰성이 더 높았다. 본 연구에서는 아동의 사지 동작측정에 적합한 센서를 개발하고 동작 센싱에 적합한 센서의 모양과 부착 위치의 조건을 분석하였으며, 의복에 통합된 유연한 직물 센서를 활용하여 인체 부위별 동작 센싱이 가능하다는 것을 규명하였다.

본 연구에서는 전도성 직물을 기반으로 동작 센서로 구현하여 팔의 굽힘, 폄 동작에 따른 센서의 전기저항의 변화 를 측정, 분석함으로써 관절 동작을 효과적으로 측정 할 수 있는 직물 센서의 요건을 탐색하였다. 이를 위해 두 가지 편직물인 ‘L’직물과 ‘W'직물 양면에 Single Wall Carbon Nano-Tube(SWCNT) 코팅을 한 후 이를 다양한 형태로 후가 공하여 직물 센서를 개발하고 암 밴드에 부착하였다. 직물 센서는 코팅용 바탕 직물의 종류(2가지), 센서의 부착 방법 (2가지), 센서의 layer 수(2가지), 센서의 길이(3가지), 센서의 너비(2가지)의 총 48개로 구성되었다. Con-Trex MJ에 48개의 암 밴드를 입힌 인체 모형 팔을 대상으로 직물 동작 센서의 성능을 평가하였다. 인체 모형 팔에 입혀진 총 48개의 암 밴드 각각에 대해서 frequency: 0.5Hz, ROM: 20°~120° 에서 굽힘과 폄 동작을 반복하도록 조정하였고, 48개 각 사례 당 세 세트(set)씩 반복 측정한 전압값을 기록하였다. 전압값을 peak-to-peak voltage(Vp-p)의 base line 의 균일성, 동일 세트 내 Vp-p의 균일성, 세 세트 간의 Vp-p의 균일성을 기준으로 평가하고 분석한 결과, SWCNT 코팅된 ‘L’ 직물을 두 겹으로 구성하여 열고정 방식으로 부착한 50×5㎜, 50×10㎜, 100×10㎜ 크기의 직물 센서와, SWCNT 코팅된 ‘W’ 직물을 두 겹으로 구성하고 열고정 방식으로 부착한 50×10㎜ 크기의 직물 센서가 전체 변화율 5%이내의 가장 균일하고 안정적인 신호값을 나타내었다. 이상의 연구 결과를 통해 SWCNT 코팅 소재를 다양한 형태 로 가공해 직물 센서로 구현했을 때 인체의 사지 동작을 측정할 수 있는 센서로서 적합함을 확인하였고, 최적의 센서 형태를 규명하였다.

기본 연구의 목적은 스마트 의류에 대한 감성 요인을 분석하여 종래 의류와의 감성 차이를 비교하고 제품과 의류 간의 융합으로 인한 소비자 감성의 변화를 고찰하는 한편 스마트 의류와 종래의 의류 간의 선호도 및 구매 의사 차이에 대해 조사함으로써 소비자 감성을 만족시키는 소비자 중심의 스마트 의류 디자인 및 애플리케이션 개발을 위한 상품기획 방안의 기초 자료를 제공하는데 있다. 연구 결과 스마트 의류에 대한 감성 요인은 총 6개 의 요인으로, ‘테크니컬한’, ‘컴포트한’, ‘심미적인’, ‘모던한’, ‘펀’, ‘복합적인’ 감성 요인으로 분석되었는데, 이 중 ‘컴포트한’을 제외한 5개의 감성 요인에서 종래의 스포츠, 캐쥬얼 의류와 스마트 의류 간에 유의미한 감성 차이 를 보였다. 또한 스마트 의류와 종래 의류 간에 선호도는 스마트 의류가 약간 높았던 반면, 구매의사는 종래의 의류보다 스마트 의류가 더 낮은 것으로 나타나 선호도가 소비자의 즉각적인 구매로 연결되는 것은 아니며 좀 더 다양화된 애플리케이션의 스마트 의류 개발과 상품화 전략이 요구되는 것으로 분석되었다. 또한 스마트 의류 개발 및 상품화에 관한 자유 응답식 설문 분석 결과 소비자들은 심박, 심전도 등을 측정할 수 있는 헬스케어용 스마트 의류 뿐 아니라 신체 동작으로부터의 에너지 수확 기능, 발열과 발한 기능, 운동량 측정 및 칼로리 소모 등 다이어트에 도움을 주는 스마트 의류 개발에도 관심이 많은 것으로 나타났으므로 이러한 소비자의 요구를 반 영하여 향후 스마트 의류의 개발 지침으로 활용해야 할 것이다.

본 연구는 스마트 포토닉 의류 중 발광 의류에 적용될 수 있는 유연 광섬유 직물 디스플레이의 구현 방식을 고찰하였다. 유연 광섬유의 가공방법, 직물의 디스플레이 반사구조, 광원 색채에 따른 고유 휘도를 비교·분석하고, 이를 토대로 발광효과가 높은 광섬유 직물 디스플레이의 최적의 조건을 도출하고자 하였다. 광섬유 가공방법은 ‘직물화전 에칭(Pre-etching) 방법’과 ‘직물화후 에칭(Post-etching) 방법'을 비교하였고, 직물의 디스 플레이 반사구조는 ‘백색 직물(White Fabric)’과 ‘재귀반사 직물(Reflective Fabric)’을 사용한 두 경우를 비교하였다. 광원 색채는 RGB(Red, Green, Blue)의 휘도값을 비교함으로써, 유연 광섬유 가공방법과 배면소재에 따른 휘도값 차이를 광원 색채별로 비교·분석하였다. 분석 결과, 유연 광섬유의 가공방법과 직물의 디스플레이 반사구조의 두 직물화 방식의 변인 중 유연 광섬유의 가공방법이 직물의 디스플레이 반사구조보다 더 지배적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 유연 광섬유의 가공방법 중에서는 ‘직물화후 에칭’ 방식이 ‘직물화전 에칭’ 방식보다 광섬유 직물의 발광효과를 높이는데 좀 더 주요한 것으로 나타났고, 직물의 디스플레이 반사구조에서는 전반적으로 ‘재귀반사 직물’ 배면이 ‘백색 직물’ 배면에 비해 유연 광섬유 직물의 발광효과를 높이는데 더 효과적인 것으로 나타났다. 유연 광섬유 직물 디스플레이의 발광효과를 높이기 위한 최적의 구현 조건은 유연 광섬유의 ‘직물화후 에칭’ 방식과 ‘재귀반사 직물’의 배면 배치가 조합되는 경우인 겻을 알 수 있었다.

에너지 위기의식이 급격히 고조되고 지속 가능한 친환경 에너지원이 이슈화되면서 휴대용 전자기기 산업의 발전은 전원을 공급하기 위한 새로운 에너지원을 요구하고 있으며, 이러한 점에서 언제 어디서나 전력 수확을 가능하게 하는 인체 전력에너지 수확 시스템의 연구가 요청된다. 인체 에너지를 수확하는 방식의 하나인 열전은 인체와 주위 환경간의 온도차이로부터 에너지를 수확하는 방식으로, 본 연구에서는 열전수확에 적합한 의복의 구조와 소재를 탐색하여 인체 전력에너지 수확의류를 위한 기초적 지침을 마련하고자 하였다. 이를 위해 의복의 폐쇄부 구조에 따른 환경 온도와 의복내 온도 간의 차이를 분석하고, 의복의 소재에 따른 환경 온도와 의복내 온도 간의 차이를 도출하였다. 분석 결과, 의복구조에 따른 의복내 온도에 있어서는 인체 부위에 따른 차별화된 결과를 얻을 수 있었는데, 가슴과 등 부위에서는 '폐쇄부 유'의 의복구조인 경우가 '폐쇄부 무' 의복구조에 비하여 의복내 온도가 더 높은 것으로 나타났고, 팔 부위에서 다리 부위로 갈수록 '폐쇄부 유'와 '폐쇄부 무'의 의복구조에 따른 의복내 온도의 차이가 줄어들었다. 한편, 의복소재에 따른 환경 온도와 의복내 온도 간의 차이를 분석한 결과, 두 소재 중 하나의 소재가 일관성 있게 더 높은 온도를 보이지는 않았으며, 인체 부위별로 차이를 보였다. 이러한 의복구조와 소재에 따른 환경 온도와 의복내 온도 간의 차이 결과를 토대로, 인체 전력에너지 수확의류를 위한 지침을 도출하였다.

인체의 동작으로부터 전기 에너지를 수확하려는 압전 에너지 수확에 관한 연구가 최근 활발히 진행되고 있으며, 본 연구에서는 이러한 압전 에너지 수확 소자를 의류에 적용하여 에너지 수확 의류를 설계하였다. 먼저, 동작에너지를 수확하는데 적합한 사지의 인체 부위를 밝히기 위해 3차원 모셥 캡쳐를 실시하였고, 그 결과 엉덩이, 팔꿈치, 무릎이 적합한 부위임이 밝혀졌으며, 이 중, 움직임이 자유로운 팔꿈치와 무릎이 동작에너지 수확 부위로 도출되었다. 압전 에너지 수확 소자의 경우 의류에 적용되기 위해서는 유연하면서도 동작에 민감하게 반응되는 새로운 구조가 필요하였으며, 2개 소자를 적층으로 구성하여 발생하는 전력량을 높이는 새로운 방식이 제안되었다. 의류의 경우 압전 에너지 수확 부위인 팔꿈치와 무릎 부위에서 인체에 잘 밀착되면서 움직임을 제한하지 않는 구조가 요구되었으며, 이에 가장 적합한 무봉제 의류로 제작되었다. 개발된 압전 에너지 수확소자를 부착한 에너지 수확 의류를 시험한 결과 높은 전기에너지 발생 결과를 얻을 수 있었다.

유비쿼터스 헬스케어 기술 및 휴대용 전자기기의 발전은 지속적으로 전원을 공급하기 위한 새로운 에너지원을 요구하고 있으며, 이러한 점에서 의류를 통한 인체 에너지 수확 시스템의 연구가 요청되고 있다. 인체에너지를 수확하는 방식의 하나인 열전은 인체와 주위 환경간의 온도차이로부터 에너지를 수확하는 방식으로, 본 연구에서 의복을 통한 열전에너지 수확의 기초자료를 확보하기 위하여 인체표면 온도의 분포를 실증적으로 고찰하였다. 이를 위해 체표 구간을 설정하고 구간별 온도분포를 분석하였다. 분석 결과, 상체의 체표온도가 하체에 비해 높았고 특히 심장과 가깝고 혈류량이 많은 몸통 부위의 체표온도가 높았다. 뒷목과 등, 허리의 후면 부위 체표온도가 앞면에 비해 높았으며, 팔 부위의 경우 위쪽 부위의 체표온도가 아래쪽 부위보다 높고 팔 후면이 정면과 측면에 비해 온도가 낮게 나타났다. 체표 구간별 평균 온도와 환경온 간의 차이값이 가장 높아 열전 수확 기능구조 설치에 가장 적합한 위치는 뒷목 부위로 나타났고, 등과 허리 부위, 측면 어깨부위, 가슴 부위, 정면 위팔 부위, 배 부위가 그 뒤를 이었다. 이러한 인체표면 온도분포 결과를 토대로, 본 연구에서는 열에너지 수확의류 개발을 위한 기본 지침을 도출하였다.

최근 생체 신호 측정을 위한 기능성 의류는 동작 잡음에 의한 노이즈를 최대한 줄여 정확한 생체 신호를 측정 가능케 하는 것의 중요성에 대한 논의가 이루어지고 있다. 이에 본 연구는 영향 요인별 고려 사항을 반 영하여 3-리드(lead)방식의 은사 자수의 직물 전극을 개발하고, '일자형 절개 타입', '십자형절개 타입', '엑스형 절개 타입', '곡선 엑스형 절개 타입'의 총 네 가지 타입의 생체신호 센싱 스마트 의류의 시안을 설계하고 제작하였다. 디자인 시안은 민소매형태의 남성용 티셔츠로 신축성 있는 소재를 사용하여 인체 굴곡을 따라 의복과 전극이 밀착될 수 있도록 하였으며, 트랜스미터를 이용하여 메인 컴퓨터로 데이터가 무선 전송되게 하였다. 각 재모듈화형 의류 타입별 인체 동작에 의한 영향과 정지 및 동작 상태에서의 심전도 센싱 성능을 평가하기 위해 동작에 따른 전극의 변위를 측정하고, 심전도 측정 평가를 실시하여 SNR을 분석하였다. 본 실험 결과를 반영하여 의류 디자인 시안의 수정 및 보완 과정을 거친 후, 최종적으로 '연속-부착형', '삽입-분리형'의 두 가지 타입의 생체신호 센싱 스마트의류 디자인 모형의 모듈화 방안을 제시하였다.

본 연구에서는 상용화된 MP3-playing 의류와 생체신호 센싱 의류 제품에 따라 소비자들의 수용모델에 있어서 차이가 있는지를 분석하였다. 제품종류에 따른 구성변수의 차이를 분석하기 위하여 SPSS 15.0 package를 사용하여 t-test를 하였고, 구조방정식 모형에 있어서 제품종류에 따라 각 경로의 차이를 밝히기 위하여 AMOS 5.0을 이용한 다중집단 분석을 실시하였다. 총 557부의 온라인 설문에 대한 유효 표본을 분석한 결과, 소비자들은 지각된 사용용이성은 MP3-playing 의류를 높게 인식하였으나 지각된 유용성, 지각된 가치, 태도, 수용의도는 모두 생체신호 센싱 의류를 MP3-playing 의류에 비해 상대적으로 높게 인식하는 것으로 나타났다. 상용화된 제품의 판매가격에 대한 소비자들의 인식을 밝히고자 투입한 지각된 가치는 소비자들의 태도나 수용의도를 형성하는데 중요한 매개역할을 하는 것으로 입증되었다. 제품의 종류에 따른 특성상 소비자들의 수용모델에 있어서 경로의 차이도 발생했다. 생체신호 센싱 의류의 경우 MP3-playing 의류에서는 지지되었던 '지각된 유용성→태도' 경로가 기각되었고 '지각된 가치→태도'의 경로가 상대적으로 높게 나타났으며 MP3-playing 의류보다 지각된 가치의 매개 역할이 더 높게 분석되었다. 이와 같은 결과를 고찰해 볼 때, 스마트 의류는 이제 상용화 초기 단계에 있으므로 소비자들은 구매의사결정과정 중 필요의 인식이나 정보의 탐색단계에 있을 것이므로 이에 필요한 효과적인 상용화 전략의 수립이 필요하다고 할 수 있다.

본 연구에서는 TAM을 적용하여 혁신적인 의류 제품인 스마트 의류에 대한 소비자의 태도와 수용의도를 설명하고자 하였다. 이를 위해 상용화된 스마트 의류 제품을 대상으로 소비자들의 수용도에 대한 연구모형을 수립하였고, 선행연구들을 근거로 각 구성 요인 간의 관계에 대해 연구가설을 설정하였으며, 그 경로가설을 검증하였다. 이를 위해 확인적 요인분석, 상관관계분석과 스마트 의류 수용과정의 경로를 검증하기 위한 공분산 구조모형을 구성하였고, AMOS 5.0 package를 사용하여, 온라인 설문을 통해 얻은 557부의 유효 표본을 분석하였다. Davis(1989)가 제안한 TAM에, 스마트 의류 제품들의 판매 가격을 고려한 지각된 가치 변수를 적용하여 스마트 의류의 수용과정을 설명한 결과 모형의 적합성을 입증하였으며, 8개의 경로가설 중 6개의 경로가 통계적으로 유의함이 밝혀져 채택되었다. 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 지각된 사용용이성은 유용성을 거쳐 태도에 간접적으로 영향을 주었고, 태도는 다시 수용의도에 영향을 주는 것으로 나타났다. 둘째, 지각된 유용성은 지각된 가치에 대한 태도에 영향을 주는 것으로 나타났으나, 스마트 의류의 수용의도에는 영향을 미치지 않는 것으로 분석되었다. 셋째, 지각된 가치가 스마트 의류에 대한 태도와 수용의도에 둘 다 영향을 미치는 것으로 나타났다. 넷째, 스마트 의류에 대한 태도는 구매의도에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

In order to develop "textile electrode - sensing clothing" which is a sort of smart clothing to measure electric activities of heart, we propose possible ways to develop textile electrode and design of sensing clothing, ultimately aiming to develop "ECG sensing clothing for lifestyle monitoring". Conventional sensors for measuring typical electric activities of heart keep certain distance between measuring electrodes to measure signals for electric activities of heart, but these sensors often cause inappropriate factors (e.g. motional artifacts, inconvenience of use, etc) for monitoring natural cardiac activities in our daily life. In addition, most of textile electrodes have made it difficult to collect data due to high impedance and unstable contact between skin and electrodes. To overcome these questions, we minimized distance between electrodes and skin to maximize convenience of use. And in order to complement contact between skin electrodes, we modified textile electrode's form and developed ways to design clothing. As a result, we could find out clinical significance by investigating possible associations of clinical electrocardiogram (ECG) with variation of distance between electrodes, and could also demonstrate clinically significant associations between textile electrode developed herein and clothing.

본 연구에서는 체성분 측정용 스마트 의류의 프로토타입을 개발하고 평가함으로써 헬스케어 의류로써의 개발 가능성을 탐색하고자 하였다. 직물 전극을 사용하여 개발된 두 가지 타입의 실험의복을 피험자에게 착용하도록 한 후 자세의 변화 및 1차 착용, 탈의 후 2차 착용에 따른 체성분을 측정한 결과, 동일 자세 내에서와 탈의 후 재착용 시에도 비교적 일관성 있는 측정치를 얻을 수 있었으며, 동일 자세에서는 의복 유형 및 반복 착용에 관계 없이 비교적 일관된 임피던스 측정치를 얻을 수 있었다. 또한 착용자의 신체 부위별 측정도 가능한 것으로 분석되어 향후 본 연구를 바탕으로 체성분 측정용 스마트 의류 개발이 가능할 것이라 판단된다.

본 연구는 섬유 소재에 IT기술을 적용하는 디지털 의류 제품 중 하나로 여성 재킷에 MP3기능을 내장시켜 상용화 할 수 있는 디자인 모형을 개발하는 것이다. 이를 위하여 선행 연구 고찰 및 5가지 MP3 기능 스마트 의류 초기 모형의 착의 평가 및 사용성 평가 결과를 반영하여, MP3 입력장치 및 모듈의 위치, 이어폰선과 신호선의 경로 등을 최적화하고 직물 기반의 신호선과 입력 장치를 이용함으로써 사용자 중심의 인터페이스와 사용성 및 동적 착용성을 갖춘 MP3 기능 스마트 재킷의 상용화 모형을 개발하였다. 이는 10대 후반부터 20대 초반까지의 여성복 시장을 겨냥한 것으로 최근의 패션 트렌드와 소비자의 감성적 만족도 그리고 디지털 의류 제품으로서의 가치를 고려해 볼 때 상품적 효용이 매우 높을 것으로 예측된다.