▲ 이탈리아 연구팀이 개발한 피로도 측정 웨어러블 센서

공장 노동자나 물류 센터 작업자들은 힘든 노동 과정에서 쌓인 피로를 이기지 못해 심신이 지치거나 불의의 사고를 당할 수 있다. 노동자들의 피로도를 인지하고 관리하는 것은 산업 현장의 재앙을 막는 데 아주 중요하다. 산업 현장에서 발생하는 대재앙의 근원을 추적해보면 결국 현장 작업자나 노동자들의 과도한 피로가 원인이 되는 경우가 적지 않다.

‘IEEE 스펙트럼’에 따르면 이탈리아 '캠퍼스 바이오-메디코대학(Università Campus Bio-Medico di Roma)‘ 연구팀은 사람의 피로도를 측정할 수 있는 웨어러블 타입의 센서를 개발하고, 연구 성과를 ’IEEE 센서 저널(IEEE Sensors Journal)‘에 발표했다.

연구팀이 개발한 웨어러블 센서는 사람의 흉곽과 복부에 착용할 수 있는 2개의 제품으로 이뤄져 있으며, 실리콘 매트릭스 소재와 광섬유 기술을 이용해 제작됐다. 이 유연성 센서는 사람의 호흡을 분석해 피로도를 측정한다. 호흡의 빈도를 통해 과도한 체온 저하, 열, 저산소증, 고통, 불편함 등 스트레스 조건을 확인한다.

이번 연구에 참여한 박사과정 '다니엘라 로 프레스티'는 “노동자가 작업하는 동안 생리학적인 상태를 모니터링함으로서 작업자의 피로도를 파악하는 게 산업 재해를 막고 작업자의 안전을 보장하는데 중요하다”며 센서 개발 배경을 설명했다.

사람이 숨을 들이마시면 횡격막이 축소되고 위장은 부푼다. 또 숨을 내쉬면 횡격막이 확장되고 위장이 축소된다. 웨어러블 센서는 이 과정에서 수축 또는 팽창한다. 연구팀은 10명의 자원자를 대상으로 웨어러블 센서를 착용시키고 앉았다 일어서기, 물체 들어올리기, 팔의 수평 이동 등 동작을 반복적으로 수행하도록 했다. 이 과정에서 웨어러블 센서를 통해 호흡의 빈도와 센서의 긴장의 압축 및 이완을 측정하고 피로도를 측정했다. 연구팀은 이 센서가 유연성 재료로 만들어져 다양한 장치와 결합할 수 있다고 밝혔다.