[한국기술뉴스] UNIST 디자인학과 이희승 교수 연구팀은 통증의 정도를 시각화하여 표현하는 통증 표현 장치를 개발했다. 개발된 기술은 UNIST 산학협력단을 통해 특허를 출원(출원번호 제1020220031459호)했다. 특허 명칭은 '변형률 감지 장치 및 그 방법, 이를 이용한 통증 표현 장치’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

전기자동차나 사물인터넷 기기들이 상용화되면서 센서에 대한 수요가 급속도로 증가하고 있습니다. 센서는 물체의 변화나 주변의 온도 등을 감지하는 장치입니다. 길이나 온도, 휘어짐 등 측정하는 목적과 대상에 따라 다른 구조와 형태를 지닙니다. 예를 들어, 구부러짐 센서는 구부러졌을 때 파손되지 않는 재질로 제작해야 하며, 힘 센서는 수직 방향에 가해지는 힘에 의한 파손을 견딜 수 있도록 제작해야 합니다. 현재 사용하고 있는 쥐어짐 변형 감지 센서는 압력 센서를 활용해 쥐어짐을 측정합니다. 하지만, 해당 센서는 특수한 구조에만 적용할 수 있으며, 특정 위치를 잡고 쥐어야 하는 한계가 있습니다.

UNIST 이희승 교수 연구팀은 빛의 조도를 측정해 물체의 변형을 감지하는 센서를 개발했습니다.

물체의 변형을 측정하기 위해 탄성부를 쥐거나 눌러 변형시킵니다. 탄성부는 변형이 자유롭도록 실리콘과 같이 유연한 재질로 이루어져 있으며, 다양한 형태로 제작할 수 있습니다. 탄성부 내부에는 빛을 내는 광원부와 조도를 측정하는 수광부가 포함되어 있습니다. 탄성부가 변형될 경우 측정되는 조도에 변화가 발생합니다. 제어부는 측정된 조도를 보정해 어느 부분에 얼만큼이 변형되었는지 계산합니다. 개발된 센서는 기존의 압력센서 기반의 변형 측정 센서에 비해 간단한 구조로 이루어져 있어 대량 생산이 쉽습니다. 또한, 탄성부를 다양한 형태로 제작할 수 있어, 목적에 맞춰 변형하여 사용할 수 있습니다. 본 센서를 통해 스마트 기기에 사용되는 변형 감지 센서를 대체하고 제작비용을 감소시킬 수 있을 것으로 기대됩니다.

또한 본 센서는 통증을 표현하는 장치와 함께 활용할 수 있습니다. UNIST 이희승 교수 연구팀은 본 센서와 더불어, 센서의 값에 따라 물체를 변형시켜 통증을 표현하는 장치를 개발했습니다.

환자의 통증은 특정 질환을 진단하는 데 있어 중요한 역할을 합니다. 의사에게 환자의 통증을 표현하는 방법으로는 VAS와 NRS, VRS 등의 방법이 있습니다. 이러한 방법은 통증의 정도를 강도나 단계로 나누어서 표현하는 방법입니다. 하지만, 이러한 방법은 환자의 주관적인 느낌으로 정해지는 것으로, 환자마다 다르기 때문에 객관적으로 파악이 어렵습니다. 또한, 통증에는 바늘로 찌르는 느낌이나 뒤트는 느낌 등 다양한 종류의 통증이 존재합니다. 하지만, 기존의 방법을 사용할 경우 통증의 정도나 느낌을 시각화하여 표현할 수 없어, 환자의 의도를 의사가 정확하게 이해하기 어렵다는 문제가 있습니다.

장치는 통증을 시각화하기 위한 표현부와 표현부를 움직이는 본체부로 이루어져 있습니다. 변형 센서를 이용해 비틀림이나 구부러짐과 같이 통증에 의한 물리적 수치를 측정합니다. 본체부는 수치에 따라 구부러짐 모터와 비틀림 모터를 작동합니다. 모터에는 표현부와 연결된 와이어가 연결되어 있습니다. 모터가 작동하면, 표현부는 와이어에 의해 뒤틀리거나, 압축, 회전하며, 통증을 시각화합니다.

본 발명품을 사용할 경우 기존에 0~10까지 숫자로 나타내거나, 약한 통증이나 강한 통증 등 주관적으로 표현하던 통증을 시각화하여 나타낼 수 있습니다. 또한, 온라인을 통해 수치값을 전달하여 장거리 진료에 활용할 수 있습니다. 본 발명품을 통해 통증에 대한 정보를 정밀하게 전달할 수 있어, 질병이나 질환의 정확한 진단을 보조하는 데 사용될 것으로 기대됩니다.