스마트 직물은 사용자의 움직임을 감지합니다.

MIT 뉴스 오피스 웹사이트에서 다운로드할 수 있는 이미지는 Creative Commons Attribution Non-Commercial No Derivatives 라이센스에 따라 비영리 단체, 언론 및 일반 대중에게 제공됩니다. 제공된 이미지를 크기에 맞게 자르는 것 외에는 변경할 수 없습니다. 이미지를 복제할 때는 크레디트 라인을 사용해야 합니다. 아래에 제공되지 않은 경우 이미지를 "MIT"로 표시하십시오.

이전 이미지 다음 이미지

MIT 연구원들은 새로운 제조 공정을 사용하여 착용자의 자세와 움직임을 감지할 수 있도록 몸에 꼭 맞는 스마트 직물을 생산했습니다.

특수 유형의 플라스틱 원사를 통합하고 열을 사용하여 이를 약간 녹이는 열성형이라는 공정을 통해 연구원들은 3DKnITS라고 부르는 다층 니트 직물에 짜여진 압력 센서의 정밀도를 크게 향상시킬 수 있었습니다.

그들은 이 프로세스를 사용하여 "스마트" 신발과 매트를 만든 다음 압력 센서의 데이터를 실시간으로 측정하고 해석하는 하드웨어 및 소프트웨어 시스템을 구축했습니다. 머신러닝 시스템은 스마트 텍스타일 매트 위에 서있는 개인의 동작과 요가 자세를 약 99%의 정확도로 예측했습니다.

MIT Media Lab의 연구 조교이자 3DKnITS를 발표한 논문의 주요 저자인 Irmandy Wicaksono는 디지털 편직 기술을 활용하는 제조 공정을 통해 신속한 프로토타이핑이 가능하고 대규모 제조를 위해 쉽게 확장할 수 있다고 말합니다.

이 기술은 특히 의료 및 재활 분야에서 많은 응용이 가능합니다. 예를 들어, 부상 후 다시 걷는 법을 배우는 사람의 걸음걸이를 추적하는 스마트 신발이나 궤양 형성을 예방하기 위해 당뇨병 환자의 발에 가해지는 압력을 모니터링하는 양말을 생산하는 데 사용될 수 있습니다.

"디지털 편직을 사용하면 자신만의 패턴을 자유롭게 디자인할 수 있고 구조 자체 내에 센서를 통합할 수 있으므로 원활하고 편안해지며 신체 모양에 따라 개발할 수 있습니다."라고 Wicaksono는 말합니다.

그는 학부 연구 기회 프로그램을 통해 MIT 학부생 Peter G. Hwang, Samir Droubi 및 Allison N. Serio와 함께 논문을 썼습니다. 최근 Wellesley College를 졸업한 Franny Xi Wu; Nanyang Technological University의 조교수 Wei Yan; 선임 저자인 Joseph A. Paradiso, Alexander W. Dreyfoos 교수이자 Media Lab 내 반응형 환경 그룹 이사입니다. 이 연구는 IEEE 의학 및 생물학 학회 컨퍼런스에서 발표될 예정입니다.

"스마트 직물에 대한 초기 선구적인 작업 중 일부는 90년대 후반 미디어 랩에서 이루어졌습니다. 그 이후로 재료, 내장형 전자 장치 및 제조 기계가 엄청나게 발전했습니다."라고 Paradiso는 말합니다. "예를 들어 Irmandy의 프로젝트와 같은 프로젝트를 통해 우리의 연구가 이 분야로 다시 돌아오는 것을 볼 수 있는 좋은 시간입니다. 그들은 감각과 기능이 재료에 더욱 유동적으로 확산되고 엄청난 가능성을 열어주는 흥미로운 미래를 가리킵니다."

뜨개질 노하우

스마트 직물을 생산하기 위해 연구원들은 표준 및 기능성 실로 구성된 여러 층의 직물을 함께 직조하는 디지털 편직기를 사용합니다. 다층 니트 직물은 압착 저항성 니트 주위에 삽입된 전도성 원사 니트 두 겹으로 구성되어 있으며 압착 시 저항이 변합니다. 패턴에 따라 기계는 이 기능성 원사를 직물 전체에 걸쳐 가로 및 세로 줄로 꿰맬 수 있습니다. 기능성 섬유가 교차하는 곳에 압력 센서가 생성된다고 Wicaksono는 설명합니다.

그러나 실은 부드럽고 유연하기 때문에 착용자가 움직일 때 층이 이동하고 서로 마찰됩니다. 이로 인해 소음이 발생하고 압력 센서의 정확도가 훨씬 떨어지는 변동성이 발생합니다.

Wicaksono는 중국 심천의 편직 공장에서 일하면서 이 문제에 대한 해결책을 생각해 냈습니다. 그곳에서 그는 한 달 동안 디지털 편직 기계를 프로그래밍하고 유지 관리하는 방법을 배웠습니다. 그는 작업자들이 섭씨 70도 이상 가열하면 녹기 시작하는 열가소성 원사를 사용해 운동화를 만드는 모습을 지켜봤습니다. 이 원사는 직물을 약간 단단하게 만들어 정확한 모양을 유지할 수 있도록 해줍니다.