면상발열 기술 전문기업 엠셀(대표 지승현)이 연세대학교 의류환경학과, 호주 애들레이드대학교 화학공학부와 공동 수행한 '동작 감지형 허리 보조 의복 연구' 결과가 국제학술지 'Textile Research Journal'(텍스타일 리서치 저널)에 게재됐다고 11일 밝혔다.
이번 연구는 한국연구재단과 한국산업기술진흥원의 지원으로 진행됐다. 논문명은 'Design and evaluation of motion-sensing waist-assist injury-prevention clothing'으로, 허리 근육 부담을 완화하는 '보조 구조'와 신체 움직임을 감지하는 '섬유 센서'를 단일 의복에 결합해 성능을 평가한 내용을 담고 있다.
연구진은 조끼 형태의 의복에 탄성 밴드를 적용, 허리 움직임을 보조하는 수동형 방식을 도입했다. 몸을 굽힐 때 발생하는 하중을 밴드의 장력으로 분산시키고 탄성 복원력을 활용하는 구조다.
실험은 비보조형, 허벅지 고정형, 발목 고정형 등 3가지 디자인을 제작해 성인 남성 32명을 대상으로 근전도 측정 및 만족도 조사를 진행했다. 그 결과, 보조형 디자인은 비보조형 대비 척추기립근의 활성도가 낮았으며, 특히 발목 고정형이 가장 낮은 평균 근활성도와 일관된 보조 효과를 보였다.
동작 감지에는 두께 1㎜ 미만의 탄소나노튜브(CNT) 기반 섬유 센서가 적용됐다. 센서는 원단 변형에 따른 전기저항 변화를 감지해 스마트폰 인터페이스로 신호를 전달한다. 연구진은 발목 고정형 디자인에 센서를 통합하고 25도·45도·90도의 반복 굽힘 동작에서 인식 성능을 검증했다.
소재 평가에서는 시험 소재들이 약 99%의 탄성 회복률을 기록했으며, 세탁에 따른 치수 변화는 ±2% 이내로 나타났다. 다만 연구진은 이번 결과가 통제된 실험실 환경에서 도출된 것으로, 실제 산업 현장에서의 장기적인 상해 예방 효과를 입증한 것은 아니라고 한계를 명시했다. 앞으로 장기 현장 검증과 사용자 중심 설계를 보완할 계획이다.
이번 연구에는 연세대 윤정은 연구원·구수민 교수, 엠셀 이정표 연구원·지승현 대표, 애들레이드대학교 트란 탄 퉁(Tran Thanh Tung)·두산 로직(Dusan Losic) 교수가 공동 저자로 참여했다.