KITECH

- 생기원, 중소기업들과 ‘영아용 웨어러블 에어백 시스템’ 공동 개발

- 압력센서가 엎드림 감지해 에어백 작동, 기도 확보와 경고 알람 동시에

□ 12개월 미만의 건강했던 영아가 수면 중 갑작스럽게 사망할 경우 이를 ‘영아 돌연사 증후군(Sudden Infant Death Syndrome, 이하 SIDS)’이라고 부른다.

ㅇ SIDS는 영아 사망 사고 중 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 미국의 경우 매년 평균 약 3,500건, 국내에서도 100여건 가량 발생하고 있다.

ㅇ SIDS 원인 중 약 69%는 목을 가누기 힘든 영아가 잠을 자다 엎드렸을 때 기도가 막혀 질식사하는 것으로 추정되고 있다.

□ 한국생산기술연구원(원장 이낙규, 이하 생기원)이 중소기업 세이프웨어㈜, 아마노코리아㈜와 함께 영아의 엎드린 상태를 감지하고 에어백을 작동시켜 질식 사고를 예방할 수 있는 ‘영아용 웨어러블 에어백 시스템’을 공동 개발했다.

ㅇ 조끼 형태로 개발된 에어백 시스템에는 섬유 소재로 제작된 6개의 압력센서가 가슴과 등, 옆구리 부위에 각각 2개씩 내장돼 있어 영아의 움직임을 실시간 감지한다.

ㅇ 영아가 엎드릴 경우 압력센서가 이를 감지해 목과 가슴 부위에 부착된 에어백을 즉시 작동시키고, 그와 동시에 블루투스 통신 모듈을 통해 보호자의 스마트폰에 전화를 걸고 경고 알람을 울려준다.

ㅇ 작동된 에어백은 2.5㎝ 가량 부풀어 올라 20초 이상 유지되어 보호자가 알람을 받고 영아에게 도달하기 전까지 충분한 시간을 제공해주며, 이처럼 기도 확보에 직접 개입한다는 점에서 무호흡 상태 알림만 전달하는 기존의 스마트 의류와는 차별화됐다.

□ 개발을 주도한 생기원 공정플랫폼연구부문 최성환 박사 연구팀은 에어백 시스템의 안전성 확보에 최우선 순위를 두고 2019년 초부터 개발에 착수해 1년여 만에 성과를 냈다.

ㅇ 이산화탄소( ) 카트리지로 작동하는 에어백은 화약 성분이 포함되지 않아 폭발 위험이 없으며, 영아 흉부에 가해질 충격을 줄이기 위해 1~2초에 걸쳐 천천히 부풀어 오르도록 설계됐다.

ㅇ 또한 조끼 겉감에는 오염물을 제거하기 쉬운 나일론 소재를, 안면에는 유아용 친환경 섬유를 사용했고, 통신 모듈의 경우 전문시험평가기관에서 블루투스 작동 및 전자파 차폐 성능을 검증받았다.

□ 이번 성과는 생기원 연구진들과 관련 분야 전문기업들이 각각의 요소기술을 개발하고 융합해낸 결과다.

ㅇ 생기원 섬유융합연구부문 고재훈 박사 연구팀은 100% 전도성 섬유*로 전극과 센서를 구성할 수 있는 압력센싱 기술을 독자 개발해 에어백 시스템에 적용했다.

* 전류가 잘 흐를 수 있도록 탄소나 금속 따위의 물질을 포함한 섬유

ㅇ IT융·복합의류 전문기업 세이프웨어㈜는 영아용 에어백 구조체와 어플리케이션 개발을, 관제시스템 전문기업 아마노코리아㈜는 블루투스 경고 알림 모듈 및 동작 시스템을 설계·제작했다.

ㅇ 최성환 박사 연구팀은 영아용 에어백 시스템을 기획하고 요소기술들을 융합하는 데 필요한 전체 알고리즘을 설계해 실제 시제품으로 구현해냈다.

□ 개발된 에어백 시스템이 상용화되면 영아를 24시간 돌보기 힘든 가정뿐만 아니라 소수 인력이 다수의 영아를 관리해야 하는 병원 신생아실 또는 어린이집 등에서도 활용될 것으로 기대된다.

ㅇ 연구팀은 2019년 5월과 11월 관련 특허(총 2건)를 각각 출원했고 2020년 하반기 세이프웨어㈜에 해당 특허 및 시스템을 이전할 계획이다.

□ 최성환 박사는 “개발된 시스템은 탈착 가능한 조끼 형태라 세탁과 보관이 쉽고 에어백 작동 시 이산화탄소 카트리지만 교체하면 반영구적으로 사용할 수 있어 실용적”이라고 밝히며, “향후 제품에 들어가는 전선과 커넥터의 수를 줄여 착용 편의성을 높이고 경량화 하는 데 주력할 계획”이라고 말했다.