미 텍사스대학 연구진, 감정상태 알아내는 전자문신 개발

손바닥 쥐고 펴도 쉽게 떨어지지 않아 최대 3일간 견뎌내 

미국 텍사스대학 연구진이 피부전도도(EDA) 감지로 감정상태를 알게 해주는 새로운 전자문신 기술을 개발했다. 이 그래핀 기반의 전자문신은 손바닥에 부착해 주위 사람들에게 잘 보이지 않으며, 스마트워치에 연결해 사용한다.

'네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 발표된 논문에 따르면, 이 전자문신은 먼저 손바닥에 구불구불한 형태의 폴리이미드를 붙인뒤 그 위에 금으로 된 실선을 올린다. 이 전자문신은 손바닥을 쥐고 펴도 쉽게 떨어지지 않는다. 인장 변형률이 최대 42%까지도 전기 연결이 끊어지지 않았다. 또한 이 전자문신을 한채 외부활동 15시간 동안 감정상태를 모니터링 할 수 있었다. 뿐만아니라 최대 3일까지 전자문신이 손바닥에 붙어있을 수 있다. 

손바닥은 우리의 감정상태가 어떠한지 알려주기도 한다. 예를들어 긴장하거나 흥분할때 손바닥이 젖는다. 이러한 반응은 정신적 스트레스를 측정하고 정신건강문제를 해결하기 위해 활용된다. 하지만 이를 위한 장치는 아직까지 부피가 크고 정확하지 않으며, 신체의 눈에 잘 띄는 센서를 부착해 주위 사람들의 거부감을 일으킬 수 있다. 

텍사스대학 항공우주공학과 난슈 루 교수는 "이 전자문신은 사람들이 착용했다는 것을 잊을 정도로 일상에 방해가 되지 않으며, 눈에 띄지 않게 착용해 주변사람들의 눈치를 보지 않아도 된다"고 말했다. 

연구진은 수년간 웨어러블 전자 문신 기술을 개발해왔다. 그래핀은 두께가 얇으면서도 몸에서 나오는 전위를 잘 측정할 수 있어, 그래핀을 소재로 사용하면 정확한 판독이 가능하다. 

그러나 이런 종류의 초박형 재료는 무라하게 변형을 주면 많은 것을 처리할 수 없어 손바닥이나 손목처럼 많이 움직이는 신체부위에 사용하기가 어렵다. 따라서 손바닥 위의 전자문신이 얼마나 견고한 회로로 데이터를 전송할 수 있는지에 달렸다. 

연구진은 그래핀과 금을 부분적으로 겹쳐 구불구불한 리본처럼 만들었다. 이를 앞뒤로 움직여 운전중 핸들을 잡거나 문열기, 달리기 등 일상생활에서 손의 움직임에도 잘 견딜 수 있게 했다. 

지금까지의 손바닥 모니터링 기술은 개발기술이 떨어져 부피가 커 잘 보이거나 신체의 다른 부위에 적용하는 EDA 센서를 사용해 판독 정확도가 떨어진다. 이전의 다른 연구진은 문신을 판독기에 연결하기 위해 나노미터 두께의 직선 리본을 사용했지만, 이는 계속되는 움직임을 감당해 낼 수 없었다. 

루 교수는 "이번 개발이 가상현실(VR), 게임, 그리고 이 연구를 위해 들어오는 메타버스에서 영감을 받았다"고 말했다.