본 연구의 목적은 기존의 하드 타입의 관성 센서를 대체할 수 있는 소프트 원단 기반 팔꿈치 굽힘 각 센서를 개발하 고, 이를 이용하여 굽힘 각도를 추정하는 시스템을 개발하는 것이다. 본 연구에서는 비교 선정을 위하여 Bergamo, E-band, Span cushion, Polyester의 서로 다른 역학적 특성을 가진 4종류 원단에 SWCNT (Single-Walled Carbon Nanotubes) 함침을 통해 전도성을 부여한 후 성능 평가를 통하여 하나의 원단을 선정하여 팔꿈치 굽힘 각 센서로 제작 하였다. 성능을 평가하는 지표로 게이지율(Gauge factor), 이력현상(Hysteresis) 및 센싱 범위를 사용하였다. 제작된 센 서를 통해 얻은 데이터는 bending 동작에서의 각도에 대한 센서 출력값의 변화와 extending 동작에서의 각도에 대한 센서 출력값의 변화가 다른 경향을 갖고 있기 때문에 두 가지 동작을 나누는 것을 1-step으로 하였다. 2-step으로, 데이 터의 복잡한 비선형 관계를 처리하고 높은 데이터 정확도를 달성하기 위해 MLP (Multi-Layer Perceptron)를 활용하였 다. 따라서 소프트 텍스타일 굽힘 센서를 제작하였고, MLP를 통해 비선형 관계를 처리하고 각도 추정이 가능해졌다. 본 연구 결과를 기반으로 다양한 스마트 웨어러블 및 헬스케어 분야에서 효과적으로 활용되기를 기대한다.

본 연구는 EMG(electromyography) 텍스타일 전극 개발을 목적으로 레이어 수의 디자인 및 원단을 다르게 하여 성능 및 신호 획득 안정성을 평가한다. 레이징 및 프레스 공정을 통하여 텍스타일 전극을 제조하며 Layer-0, Layer-1, Layer-2로 레이어 유무 및 수에 따른 결과를 분석했다. 이에 레이어 유무에 따라서는 근활성 측정에 영향을, 수가 많을수록 높은 성능이 나타남을 확인할 수 있었다. Layer-2 구조로 통일하여 5가지의 원단(네오프렌, 스판덱스 쿠션, 폴리에스테르 100%, 나일론 스판덱스, 광목 캔버스)으로 전극을 제조해 실험해 보았다. 성능적인 면에서, 원단의 중 량이 높은 나일론 스판덱스가 높은 성능을 보였으며, 스판쿠션 텍스타일 전극이 근활성도 수득에 높은 안정성을 보 였다. 이에 위 연구는 레이어에 따른 성능 연관성과 전극-피부사이의 닿는 면적 간의 관계 등을 고찰하여 슬리브 전체의 의복압을 늘리는 대신 특정 센서 측정 부위에만 높은 압력을 가함으로 차후 연구에서 레이어의 수 및 물성에 따른 전극의 공학적 설계 가능성을 제시한 의의가 있다.

본 연구의 목적은 PET를 재활용하여 만든 물질재생 PET사를 함침공정을 통해 고전도성의 E-textile로 제작하는 것이다. 소수성의 성질을 가지고 있는 PET사는 virgin과 recycled 모두 함침공정을 통해 전자섬유로 제작되었을 때에 높은 전도성을 부여하기 힘들다는 특징이 있다. 함침공정의 효율성 향상을 위해 FEMTO SCIENCE사의 Covance-2mprfq 모델을 사용하여 재생 PET사로 이루어진 시료를 50w 5분, 10분간 플라즈마로 표면 개질하였다. 이 후 SWCNT 분산액(.1wt%, cobon 사)에 5분간 시료를 담근 후 패딩기(Padder, DAELIM lab)를 통해 시료 안쪽으로 용액이 잘 스며들도록 Dip-coating 진행하였다. 공정이 완료된 후 저항측정을 양끝점에서 멀티미터를 통해 측정하 고 좀 더 넓은 전극을 통해 정밀하게 다시 측정하였다. 고찰한 결과 플라즈마 표면 개질을 통해 함침공정을 통한 고전도성 부여가 가능해졌음을 확인할 수 있었다. 10분간 표면 개질한 경우 저항이 최대 2.880배 감소하였다. 본 연구결과를 기반으로 스마트 웨어러블 분야에서 활용되는 E-textile 또한 recycle 소재로 제작함으로써 석유자원을 절약하고 탄소배출량을 감소시킬 수 있는 스마트 웨어러블 제품을 개발하고자 한다.

본 연구의 목적은 마우스 사용 시 손목터널증후군을 예방할 수 있는 스마트장갑을 연구하는 것이다. 연구에 앞서 손목의 좌·우 움직임은 미세하므로 게이지율(Gauge Factor)이 크고, 이력현상(Hysteresis)이 적은 인장 직물 센서가 필요하다. 만능재료시험기(UTM)를 통해 4가지의 직물을 분석하여 각각의 게이지율을 계산하고, 이력현상도 가장 적은 직물을 선택하였다. 또한, 3가지 부착방법을 아두이노로 분석하여 센서값 변화(△Sensor Value) 값이 큰 방법을 선택하였다. 선택된 직물과 부착방법으로 제작한 프로토타입을 아두이노를 통해 데이터 패턴을 분석하였다. 첫 번째 는 센서 1개(A 센서)로만 파악하는 방법이고, 두 번째로는 센서 2개(A, B 센서)로 파악하는 방법이다. 손목 왼쪽(A 센서), 손목 오른쪽(B 센서) 양쪽에 인장 직물 센서를 부착하고, 손목을 오른쪽으로 꺾을 때 A 센서는 늘어나서 △ Sensor Value 값이 커지고, B 센서는 줄어들어서 △Sensor Value가 작아진다. 반면에 손목을 왼쪽으로 꺾을 때는반대로 패턴이 분석되었다. 본 연구를 통해 손목이 꺾일 시 LED가 켜지는 알고리즘으로 손목터널증후군을 예방하는 스마트장갑을 연구하였고, 본 연구 결과를 기반으로 후속 연구에서는 10명을 대상으로 직접 마우스를 사용하면서 실제 사용 시 문제점을 파악하고 파악된 문제점을 해결하고자 한다.

본 연구에서는 전기 근육 자극(electrical muscle stimulation, EMS)에 사용되는 기존의 하이드로겔 패드의 단 점인 사용 편의성, 쾌적성 등을 보완할 수 있는 e-textile (electronic textile)을 이용한 전기 근육 자극(electrical muscle stimulation, EMS) 패드인 EMSCT (electrical muscle stimulation conductive textile)를 연구를 하고자 하 였다. SWCNT (Single-Walled Carbon Nanotube)와   의 농도 및 함침 공정 횟수를 변수로 하여, EMSCT는 5 가지 직물(라디론, 네오프렌, 스판쿠션, 폴리100%, 베르가모)에 전도성을 부여하여 실험이 진행되었다. SWCNT (Single-Walled Carbon Nanotube)와   을 이용한 패딩 공정을 거쳤으며, 교류 측정 결과 하이드로겔 과 가장 유사한 교류를 나타내는 것은 SWCNT:   = 2:1의 베르가모 원단이라는 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 편 의성, 사용성, 심리적 만족성에 관한 사용성 평가를 통해 기존 하이드로겔 패드에 비해 EMSCT가 좋은 사용성을 가진다는 결과를 얻을 수 있다.

본 연구의 목적은 해부학적 근거로 제작한 5가지의 EMS 요추 복압 벨트가 요추 안정화에 미치는 영향을 연구하는 것이다. 본 연구는 요방형근, 척추세움근, 내복사근, 외복사근, 대요근으로 총 5가지의 코어 근육을 선정하여 이에 맞는 근육 모양과 통증 유발점인 압통점을 고려해 전도성 원단으로 패턴을 설계하여 복압 벨트에 결합했다. 총 4가지 동작으로 실험을 진행하여 각각 다른 EMS복압 벨트가 요추 안정화에 미치는 영향을 알아보았다. 건강한 신체의 20대 남성 5명을 대상으로 진행하였고 선정 조건은 최근 3개월 동안 요통 과거력이 없고 사전 검사를 통해 제한되는 동작이 없고, 체간의 근력이 정상등급에 속한 대상이다. 실험 동작의 순서는 하지직거상 검사, 좌전굴, 체전굴, 배근력으로 다음 동작에 제한되지 않게 선정하였다. 동작 간의 휴식은 2분으로 진행하였고, EMS복압 벨트를 착용 후 실험을 진행할 때는 혈류량 증가와 근 활성화를 위해 전기자극을 10분씩 적용하고 진행하였다. 실험 결과의 통계는 비모수 검정으로 윌콕슨 검정과 프리드만 검정을 실시함으로 구체적인 차이를 분석하였다. 본 연구의 결과 5가지의 패턴 중 5,4,3,1,2 순으로 Type별 순위 결과를 확인할 수 있었으며 각 근육의 움직임과 연관성이 있는 실험 동작에 조금 더 유의미한 결과를 확인할 수 있었다. 본 연구의 결론은 해부학적 근거로 제작된 패턴으로 인해 각 근육에 각기 다른 모양으로 전기자극을 전달하였을 때 구분되는 효과를 확인할 수 있었으며 일반인 대상으로 일상생활이나 트레이닝에 있어 요추 안정화를 향상할 수 있을 것으로 기대된다.

최근 ICT 산업의 기술혁신이 일어남에 따라 생체신호을 인식하고 이에 대해 대응을 하기 위한 웨어러블 센싱 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 단순한 함침과정을 통해 3차원 스페이서(3D spacer)직물 을 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)분산용액에 함침공정을 진행해 단일층(monolayer) 압전 저항형 압력 센서 (piezoresistive pressure sensor)를 개발하였다. 3D 스페이서 원단에 전기전도성을 부여하기 위해 시료를 SWCNT 분 산용액에 함침공정을 진행한 후 건조하는 과정을 거쳤다. 함침된 시료의 전기적 특성을 파악하기 위해 UTM (Universal Testing Machine)과 멀티미터를 이용해서 압력의 변화에 따른 저항의 변화를 측정하였다. 또한 센서의 전기적 특성의 변화를 관찰하기 위해 분산용액의 농도, 함침횟수, 시료의 두께를 다르게 해서 시료의 센서로서의 성능을 평가했다. 그 결과 wt0.1%의 SWCNT 분산용액에 함침공정을 2번 진행한 시료가 센서로서 가장 뛰어난 성능 을 나타냄을 알 수 있었다. 두께별로는 7mm 두께의 센서가 가장 높은 GF를 보이고 13mm 두께의 센서가 작동범위가 가장 넓음을 확인했다. 본 연구를 통해 3D spacer 원단으로 제작한 스마트 텍스타일 센서는 공정과정이 단순하면서도 센서로서 성능이 뛰어나다는 장점을 확인할 수 있었다.

본 연구의 목적은 생체 신호 측정 압력 및 인장 직물 센서의 전극을 자수 공정을 이용하여 제작할 때 전도사의 필요 물성을 파악하는 것이다. 스마트 웨어러블 제품의 전극을 전도사를 이용한 자수 공정을 통해 전극 및 회로 등을 제작하면 불필요한 재료 손실이 없고 복잡한 전극 모양이나 회로 디자인을 컴퓨터 자수기를 이용하여 추가 공정 없이 제작할 수 있다. 하지만 보통의 전도사는 자수 공정 내의 부하를 못 이기고 사절 현상이 발생하기에 본 연구에서는 silver coated multifilament yarn 3종류의 기계적 물성인 S-S curve, 두께, 꼬임 구조 등을 분석하고 동시에 자수기의 실의 부하를 측정하여 자수 공정 내 전도사의 필요 물성을 분석하였다. 실제 샘플 제작에서 S-S curve의 측정 결과가 가장 낮은 silver coated polyamide/polyester가 아닌 silver coated multifilament의 사절이 발생하였으며 그 차이는 실의 꼬임 구조와 사절이 일어난 부분을 관찰한 결과 수직으로 반복적인 부하가 일어나는 자수 공정에서 꼬임이 풀리면서 사절이 일어나는 것을 알 수 있었다. 추가적으로 압저항 압력/인장 센서를 제작하여 생체 신호 측정용 지표인 gauge factor를 측정하였으며 스마트 웨어러블 제품의 대량 생산화에 중요한 부분인 자수 전극 제작으로의 적용 가능성을 확인하였다.

본 연구에서는 수면무호흡증이 다양한 합병증을 유발하는 질병으로서, 이를 위한 표준화된 수면다원검사가 고가 이며 측정이 불편함을 고려하여, 환자가 익숙한 환경에서 검사를 받을 수 있도록 스트레치 섬유센서를 이용한 무구 속 상태의 웨어러블 모니터링 시스템을 개발하고자 한다. 또한, 의복과 일체화된 디자인으로 제품화하여 그 유용성을 제안하고자 한다. 성인 남성용 롱 슬리브 티셔츠 형태로 착용형 수면무호흡 모니터링 스마트 의류를 개발하여, 수면무호흡 진단 지표 중 섬유형 센서를 기반으로 측정하는 호흡수(breathing rate)측정용 섬유센서, 산소포화도 (oxygen saturation), 호흡기류(airflow)를 실시간 측정하였다. 최적의 조합비 샘플 4가지를 통한 gauge factor를 측정한 결과, gauge factor 20.3을 확인하였고, 3회 숨을 크게 내쉴 때 호흡유량이 최대 2048ml였다. 산소포화도 69.45% 로 최소 측정 가능 산소포화도 70% 정도의 결과를 나타내었다. 세탁 후 인장에 따른 센서 성능 평가 결과는 전체적으로 gauge factor 18 수준의 값으로, 세탁에 대한 내구성이 입증되었다. 본 연구를 통하여 수면무호흡증 환자의 수 면효율이 떨어지고 여러 합병증을 동반하는 문제에 대해, 가정에서 쉽게 사용할 수 있는 착용형 수면무호흡 모니터 링 스마트 의류를 개발하여 호흡수, 호흡유량, 산소포화도의 3가지 지표를 측정 가능함을 확인하였다.

Random and/or periodic defects occur in all spun yarns. These irregularities can often lead to defects in finished fabric. Yarn evenness tests are used to obtain statistical data about yarn properties, such as CV%, which is useful in comparing several sets of similar data that differ in mean value but may have some commonality in relative variation. Although this statistical data is helpful in determining relative yam quality, accurate predictions of how the yarn will appear in fabric form are still difficult to obtain. As an promising alterative, wavelet analysis has been employed to localize yarn defect so as to predict the visual qualities of the fabrics.

Sediments and river waters from the channel of Hwasun-cheon were studied in sedimentological size and geochemical analyses of metallic elements for the purposes of identification of depositional environments and geochemical characteristics. The sizes of sediments are assigned to pebble to coarse sand in mean size and polymodal in distribution. And the sediments are poorly to very poorly sorted and positively skewed. According to the grain size distributions of the sediments, the Hwasun-cheon belongs to gravel-bed river on the basis of the grain size distribution of the sediments. The behaviors of metallic elements in the sediments mainly depend on not grain size distribution but the geology connected with geomorphological reliefs near the stream. Contamination indices(CI) of Zn, Cu and Pb are 2.83 to 6.96 with average 4.31 in the sediments. Hwasun-cheon is assigned to general stream type in accordance with water quality of physical factors and chemical characteristics by Piper's diagram. Though meaningful values of BOD, T-N, T-P were locally depicted near Masan-ri, Hwasun-eup and Jiseok-cheon areas, artificial metal concentration do not represent in the most area of the stream. Sediments and river water are considered that the relatively more or less high metallic contents in the stream are originated from coal mine and urban area.

Thirty-eight sediment samples collected from the Youngsan River channel were analysed for Fe, Mn, Co, Cr, Cu, Ni, Zn and Pb to recognize the extent of contamination. Results showed that a wide range of contents was apparent for every metal over the study area. These differences have been mainly related to the textural variability of sediments. Exceptions to this were found in the contents of Cu, Zn, Pb and possibly Mn. The contents of Cu, Zn, Pb and Mn were particularly higher in the sediments from the confluence of tributaries. Downstream profile of metal/Al ratios indicates that pollutant inputs from the Kwangju tributary are mainly responsible for enrichment of these metals in bed sediments of the Youngsan River.