피부경도를 통해 인간 열적 쾌적감을 측정하고 있다.
[대전=일요신문] 육군영 기자 = KAIST 바이오 및 뇌공학과 조영호 교수 연구팀이 피부의 경도를 근거로 인간의 열적 쾌적감을 예측할 수 있는 지표를 발굴했다.
인간은 개인별 체질과 기후 환경에 따라 같은 온도와 습도에서도 느끼는 더위와 추위, 즉 열적 쾌적감이 다르다.
이에 개인별 체질과 무관하게 인간이 실제 느끼는 열적 쾌적감을 알아내고 쾌적한 상태를 유지할 수 있는 새 개념의 개인별 맞춤형 냉난방 시스템 연구가 진행되고 있다.
인간이라면 누구나 더위를 느끼는 상황에서 피부 온도와 땀 발생량이 올라가고 반대로 추위를 느끼면 피부 온도와 땀 발생량이 감소한다.
연구팀은 지난 2월 이러한 피부 온도와 땀 발생률의 두 가지 지표를 통해 인간의 열적 쾌적감을 측정할 수 있는 기기를 개발한 바 있다.
그러나 피부 온도와 땀 발생률만으로는 신뢰도가 충분하지 못해 정확성과 신뢰도를 높일 수 있는 지표가 요구되고 있었다.
연구팀은 기존의 열적 쾌적감 지표 외에 인간의 피부 경도(硬度)를 추가적인 지표로 활용할 수 있음을 처음으로 발견했다.
인간이 추위나 더위를 느낄 때 모근에 붙어있는 아주 작은 근육인 입모근(立毛筋)이 수축하거나 이완되며, 추위를 느낄 때 흔히 ‘소름이 돋는다’고 말하는 신체 반응도 입모근이 수축해 피부가 단단해지며 발생한다.
반대로 더위를 느낄 때 모공에서 땀이 나는 반응도 입모근이 이완되면서 발생하는 현상인데, 연구팀은 이 현상에서 착안해 피부 경도를 인간 열적 쾌적감의 새로운 지표로 제안했다.
조영호 교수와 윤성현 연구원
조 교수 연구팀은 기존의 지표인 피부 온도와 땀 발생률과 피부 경도는 인간의 열적 쾌적감을 판단할 수 있는 각각의 독립적인 지표이며, 기존의 두 지표에 더해 피부 경도를 추가하면 쾌적감 판단 신뢰도가 23.5% 향상됨을 피험자 실험을 통해 입증했다.
이를 통해 피부 경도를 측정할 수 있는 센서를 개발하고 이를 적용해 자동차, 실내 등에서 기존의 냉·난방기보다 인간과 교감 기능이 뛰어난 개인별 맞춤형 냉·난방기를 개발할 예정이다.
조 교수는 “새로 발굴한 지표인 피부 경도를 도입해 인간의 개인별 체질, 기후 환경과 무관하게 실제 느끼는 열적 쾌적감 예측의 신뢰도를 높여 개인별 맞춤형 냉·난방기의 개발에 힘쓸 예정”이라며 “신체적 건강 상태 뿐 아니라 정신적 건강과 감정 상태 교감을 통해 인간과 기계 간 정서적 교감도 이룰 수 있을 것”이라고 말했다.
윤성현, 심재경 연구원의 주도로 개발한 이번 연구는 네이처 자매지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 8월 13일자 온라인판에 게재됐다.
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