일상 속 스포츠인 사이클, 피트니스, 런닝, 필라테스, 등산 등 5대 동호인 운동그룹 대상으로 다양한 센서를 내장한 스마트 의류를 활용, 분석한 유용한 정보가 업계에 제공됐다. 
이는 생체 동작신호 수집·분석으로 도출된 스마트 웨어러블 제품개발로 이어져, 올 하반기 본격 신제품이 선보일 것으로 전망된다.

지난 2021년 산자부 소재부품기술개발 지원사업 일환으로 시작한 ‘운동분석과 인터렉티브 헬스케어 서비스가 가능한 자가구동형 섬유기반 양산센서 모듈과 통합운영 시스템이 내장된 고내구성 스마트웨어 개발’과제로부터 시작됐다, 올 연말 종료를 앞둔 가운데 진행내역이 공개돼 화제를 모은다. 

당초는 운동상황에서 이용자 생체/행동 정보를 수집, 다기능을 수행할 스마트 웨어용 부품(센서,케넥터,구동기 등)을 독립적으로 모듈화하고, 이러한 스마트 센서 모듈 패키징 시스템은 5대 운동패턴에 최적화된 스마트의류와 연계해 관련제품 개발을 지향했다. 각 수행기관별 전문화된 진행내역은 보광아이엔티, 소프트로닉스, 씨에이네트웍스, 숭실대학교, ECO융합섬유연구원, KATRI시험연구원, 신티에스,아프로비에이, 다이텍연구원, 소프엔티, 국민대학교, 케이투코리아 등이 참가했다. 

사업총괄인 보광아이엔티는 스마트웨어에 필요한 고탄성 회복 등 다기능 요구물성이 우수한Nylo/Span 편직물 5종을 개발, 최종제품 기저소재로 활용케 했다. 솔더블 전도성 제직원단 2종을 개발, IT기기와 직접 솔더링을 통한 전도성 효율증대 효과를 2023년 신규 제정된 FITI 단체표준(FITI TM F 0011:2023)에 의거한 전기저항 시험 진행으로 확인했다.

소프트로닉스는 스마트웨어 착용자의 종목별 운동에 따른 심전도 (Electrocardiogram) 및 근전도(Electromyogram) 측정을 담당했다. 생체전위 유도를 위한 전도성 섬유는 전극을 구성하는 섬유기반 센서모듈 설계 가공기술과 스마트웨어 양산화에 필요한 센서모듈을 의류제조 공정과 연계해 부품화 하는 표준 제조기술을 개발했다. 

숭실대학교는 블루투스 연결과 I2C 통신가능한 메인 디바이스와 각 운동에 맞춘 ECG, EMG, 가속도, 자이로, 온도 기능별 센서모듈들과의 연결을 맡았다. 해당 데이터는 운동분석용 신호와 노이즈분리, 데이터 정규화, 인공지능 알고리즘 모델링 등을 이용해 사용자 데이터(걸음수, 페달링, 복부근육활성도, 좌우밸런스, 피부온도 등)를 제공했다. 인공지능 Cascade 알고리즘은 92.49%의 높은 정확도를 확인했다.

 

ECO융합섬유연구원은 태양광모듈이용 자가발전 연구, 개발된 섬유형 센서 적용성 확보를 위한 신뢰성 평가업무를 맡았다. 센서모듈에 실장 되기 위해 플랙시블 태양광모듈을 연구, 센서모듈로써구동 전기용량 등을 측정키 위해 솔라시뮬레이터로 광효율을 평가했다. 스마트웨어 적용시 안정성검증을 위해 섬유형 센서의 1만회 반복사용(Streching, Bending), 고온·고습 등 환경에 따른 성능변화를 평가했다.

KATRI시험연구원은 스마트웨어용 섬유융합센서의 내구성 평가 업무를 맡았다. 물리적 측면에서 운동 중 다양한 접힘 발생 상황을 모사한 반복내구시험(ISO 7854 A/B/C method,ISO 5402)을 수행하고, 반복세탁 및  반복신축 후의 내구성을 시험 조건에 따른 전도성 성능 & 외관으로 평가했다.

신티에스는 2세부 과제 ‘운동분석과 인터랙티브 헬스케어 서비스가 가능한 통합운영시스템이 내장된 고내구성 스마트웨어·서비스플랫폼개발‘을 주관, 5대 운동용 스마트웨어 제작을 위해 인체공학적 패턴개발과 회로도 설계를 진행, 고도화 단계로 뛰어 올랐다. 1세부의 센서가 성공적으로 개발된다면, 계열사인 NSR 사이클 스마트웨어를 시작으로 해외공장인 BVT와 ETP를 통해 세계진출을 위한 양산화 공정을 표준화하고자 한다.

아프로비에이는 개발센서의 데이터를 실시간 수집 저장하기 위한 센서연결용 SDK및 운동분석파라메터 및 서비스를 다양한 앱에 적용 가능한 운동분석 서비스 SDK를 개발했다, 실시간 운동분석 데이타는 스마트폰에 탑재가능한 형태 머신러닝 모델을 탄생시켰다. 탄생된 SDK을 이용해, 설정과제인 5대 운동앱으로 전송돼, 사용자 정보를 수집·저장·분석을 위한 스마트헬스케어 IoT 플랫폼을 구현했다.

다이텍연구원은 센서·구동 등 모듈을 전도성 신축연결회로와 모듈간 커넥팅 기술개발을 맡았다. 연결회로는 1만회 반복 신장변형에도 내구성과 안정성이 좋았다. 회로 및 모듈간 커넥팅 양산화를 위한 공정표준화와 표준공정에서 생산한 제품성능검증역시 신뢰성확보로 이어졌다.

소프엔티는 개발스마트웨어 제품 평가기준을 소재·색상·디자인 만족도와 착용·활용·탈착편의·안전성·관리편의성으로 도출, 5대 운동별 동작평가와 착용 후 외관평가, 종목별 운동 프로토콜 시행평가 등을 진행했다. 전체평가는 일반인 27세 남녀각각 20명10명의 활동편의성 평균 4.5점(5점 만점), 구매의사 평균 80%이상, 평균평점 4점 이상 전문 평가결과를 얻었다.

국민대학교는 런닝, 필라테스, 사이클, 등산, 피트니스 5대 종목을 선정, 헬스케어용 스마트의류 분석용 주요운동 파라미터를 도출, 개발제품 기능성 검증을 수행했다, 데이터추출에서 최적화된 센서위치, 구성에 대해 타 기관과 협업연구, 개발된 제품 데이터 검증 역할을 수행했다.

케이투코리아는 헬스케어용 스마트의류사업화로 약 20여 종의 의류디자인을 개발, 센서삽입, 동작분석, 생체신호 수집용 시제품을 제작했다. 스마트의류 기능성을 알릴 다양한 영상을 제작 활용하며, 자사 온라인판매 등 헬스케어가 가능한 제품을 주도적으로 선보이고 있다.

스마트웨어용 센서디바이스 모듈화는 개발 제조 환경 패러다임을 개방구조로 전환시킴으로서 웨어러블 관련시장의 확장성과 기술고도화에 기여할 것으로 보인다.

보광아이엔티를 비롯한 전체 수행기관은 해당 성과물을 바탕으로 개별 사업화 외 프리뷰인서울(PIS)24, ISPO Munich 24 전시회 부스참가를 통해 프로모션을 진행, 헬스케어용 ‘스마트웨어 센서모듈기술’ 시장의 진입과 더불어 적극적인 시장 확대를 추진해 갈 예정이다.