• 제목/요약/키워드: 스마트텍스타일센서

검색결과 14건 처리시간 0.022초

웨어러블 텍스타일 스트레인 센서 리뷰 (Wearable Textile Strain Sensors)

  • 노정심
    • 한국의류산업학회지
    • /
    • 제18권6호
    • /
    • pp.733-745
    • /
    • 2016
  • This paper provides a review of wearable textile strain sensors that can measure the deformation of the body surface according to the movements of the wearer. In previous studies, the requirements of textile strain sensors, materials and fabrication methods, as well as the principle of the strain sensing according to sensor structures were understood; furthermore, the factors that affect the sensing performance were critically reviewed and application studies were examined. Textile strain sensors should be able to show piezoresistive effects with consistent resistance-extension in response to the extensional deformations that are repeated when they are worn. Textile strain sensors with piezoresistivity are typically made using conductive yarn knit structures or carbon-based fillers or conducting polymer filler composite materials. For the accuracy and reliability of textile strain sensors, fabrication technologies that would minimize deformation hysteresis should be developed and processes to complement and analyze sensing results based on accurate understanding of the sensors' resistance-strain behavior are necessary. Since light-weighted, flexible, and highly elastic textile strain sensors can be worn by users without any inconvenience so that to enable the users to continuously collect data related to body movements, textile strain sensors are expected to become the core of human interface technologies with a wide range of applications in diverse areas.

웨어러블 생체신호 모니터링을 위한 스마트텍스타일센서의 분류 및 고찰 (The Classification and Investigation of Smart Textile Sensors for Wearable Vital Signs Monitoring)

  • 장은지;조길수
    • 한국의류산업학회지
    • /
    • 제21권6호
    • /
    • pp.697-707
    • /
    • 2019
  • This review paper deals with materials, classification, and a current article investigation on smart textile sensors for wearable vital signs monitoring (WVSM). Smart textile sensors can lose electrical conductivity during vital signs monitoring when applying them to clothing. Because they should have to endure severe conditions (bending, folding, and distortion) when wearing. Imparting electrical conductivity for application is a critical consideration when manufacturing smart textile sensors. Smart textile sensors fabricate by utilizing electro-conductive materials such as metals, allotrope of carbon, and intrinsically conductive polymers (ICPs). It classifies as performance level, fabric structure, intrinsic/extrinsic modification, and sensing mechanism. The classification of smart textile sensors by sensing mechanism includes pressure/force sensors, strain sensors, electrodes, optical sensors, biosensors, and temperature/humidity sensors. In the previous study, pressure/force sensors perform well despite the small capacitance changes of 1-2 pF. Strain sensors work reliably at 1 ㏀/cm or lower. Electrodes require an electrical resistance of less than 10 Ω/cm. Optical sensors using plastic optical fibers (POF) coupled with light sources need light in-coupling efficiency values that are over 40%. Biosensors can quantify by wicking rate and/or colorimetry as the reactivity between the bioreceptor and transducer. Temperature/humidity sensors require actuating triggers that show the flap opening of shape memory polymer or with a color-changing time of thermochromic pigment lower than 17 seconds.

프로그래밍 노이즈 필터링 방법에 의한 저항 방식 E-밴드 텍스타일 스트레인 센서 신호해석 (Resistive E-band Textile Strain Sensor Signal Processing and Analysis Using Programming Noise Filtering Methods)

  • 김승전;김상운;김주용
    • 감성과학
    • /
    • 제25권1호
    • /
    • pp.67-78
    • /
    • 2022
  • ICT 산업의 글로벌 시장을 선점할 수 있는 다음 세대의 개발이 필요한 상황이 일어남에 따라 웨어러블 디바이스의 생체 신호 모니터링에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 히스테리시스가 적은 E-Band를 사용하여 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT) 분산 용액에 함침 공정을 통해서 저항형 직물 인장 센서(Resistive textile strain sensor)를 개발하였다. 전기전도성이 부여된 e-band에 저항 신호를 측정하기 위해 만능재료시험기(UTM)과 Microcontroller unit인 아두이노와 LCR 미터를 이용해서 인장의 변화에 따른 저항 변화를 측정하였다. 원단으로 이루어진 텍스타일 스트레인 센서의 특성상 발생하는 다양한 노이즈들을 효과적으로 처리하기 위하여 신호처리 과정(Signal processing)의 노이즈 필터링의 이동평균 필터, 사비츠키-골레이 필터, 중앙값 필터들을 사용하여 센서의 필터 성능을 평가하였다. 그 결과 이동평균 필터의 필터링 결과의 신뢰도가 최소 89.82%, 최대 97.87%으로 이동평균 필터링이 텍스타일 스트레인 센서의 노이즈 필터링 방식으로 적합하였다.

구현방식이 용이한 텍스타일 터치센서 개발 및 구조적 설계 (Development and Structural Design of Textile Touch Sensor Easily Implemented)

  • 김지선;박진희;김주용
    • 한국의류학회지
    • /
    • 제45권1호
    • /
    • pp.168-179
    • /
    • 2021
  • This study presents and develops a textile type touch sensor structural design that is easy to implement. First, the design of the touch sensor circuit finds the size of the switch with the easiest finger contact and selects a structure with a long circuit with the lowest resistance value. An experiment is performed on a change in an electrostatic capacitance value that accompanies the distance on the electrode and the magnitude of the electrode area of the structure; however, the structure having the distance on the electrode and the large electrode area shows the best resistance change. The laundry assessment was conducted three times at a time and ten times at a time with an average standard deviation less than one ohm, with little change in resistance. Consequently, there were no problems with durability and performance for laundry. Finally, in the bending evaluation, the difference in resistance can be seen between 1-2 ohms and was developed as a smart wearable in the future; in addition, there was no problem as a difference in resistance can be seen between 1 and 2 ohms.

근활성도(EMG) 측정 전극 레이어 설계에 따른 성능 및 안정성 평가 (Performance and Stability Evaluation of Muscle Activation (EMG) Measurement Electrodes According to Layer Design)

  • 구본학;이동희;김주용
    • 감성과학
    • /
    • 제26권4호
    • /
    • pp.41-50
    • /
    • 2023
  • 본 연구는 EMG(electromyography) 텍스타일 전극 개발을 목적으로 레이어 수의 디자인 및 원단을 다르게 하여 성능 및 신호 획득 안정성을 평가한다. 레이징 및 프레스 공정을 통하여 텍스타일 전극을 제조하며 Layer-0, Layer-1, Layer-2로 레이어 유무 및 수에 따른 결과를 분석했다. 이에 레이어 유무에 따라서는 근활성 측정에 영향을, 수가 많을수록 높은 성능이 나타남을 확인할 수 있었다. Layer-2 구조로 통일하여 5가지의 원단(네오프렌, 스판덱스 쿠션, 폴리에스테르 100%, 나일론 스판덱스, 광목 캔버스)으로 전극을 제조해 실험해 보았다. 성능적인 면에서, 원단의 중량이 높은 나일론 스판덱스가 높은 성능을 보였으며, 스판쿠션 텍스타일 전극이 근활성도 수득에 높은 안정성을 보였다. 이에 위 연구는 레이어에 따른 성능 연관성과 전극-피부사이의 닿는 면적 간의 관계 등을 고찰하여 슬리브 전체의 의복압을 늘리는 대신 특정 센서 측정 부위에만 높은 압력을 가함으로 차후 연구에서 레이어의 수 및 물성에 따른 전극의 공학적 설계 가능성을 제시한 의의가 있다.

텍스타일형 스트레치 센서를 이용한 스마트 축구 양말 개발 -14~15세 여중생을 중심으로- (Development of Smart Soccer Socks Using a Textile Stretch Sensor -Focused on Middle School Girls between the Ages of 14 and 15-)

  • 김지선;박진희;김주용
    • 패션비즈니스
    • /
    • 제24권3호
    • /
    • pp.17-29
    • /
    • 2020
  • This study aimed to produce fiber stretch sensors for smart soccer socks to prevent injuries during training. A sensor was manufactured with stretchable fabric and tested to ensure convenience during training. In order to manufacture the fiber stretch sensor, a CNT dispersion solution was applied to an e-band and elastic polyester fabric, and the performance of the sensors was evaluated by a tensile test. Performance evaluation showed that both of the tested fabrics are excellent for this purpose. Both sensors were attached to socks to create prototype wearable devices, and an experiment was conducted to determine whether a resistance change accompanying relaxation and contraction of the gastrocnemius muscle could be detected. In order to accurately evaluate performance as a sensor, the fabric was stretched 20 times at low speeds of 1 Hz and 0.5 Hz. A change in resistance due to tension was observed, with both the E-band and the stretchable poly fabric showing high sensitivity and high reproducibility. Both can be used as relaxation/contraction sensors. Smart soccer socks were made using the two materials, and an evaluation was conducted. Tensile tests were done on the smart soccer socks; the tests were done 20 times per sock, and the sensor showed a stable resistance change between 30 and 40 ohms depending on the tension of the sensor. As a result, we confirmed that smart soccer socks with stretch sensors made of E-bands can measure changes in the gastrocnemius muscle.

텍스타일 스트레인 센서에 마이크로 니들을 이용한 전도성입자 침투력 향상 (Enhancement of Penetration by Using Mechenical Micro Needle in Textile Strain Sensor)

  • 윤하영;김원진;김주용
    • 감성과학
    • /
    • 제25권4호
    • /
    • pp.45-52
    • /
    • 2022
  • 최근 신체활동에 대해 인식하는 센서와 그 제품군에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있다. 특히 유연하고 연신이 가능하며 사용자의 생체신호를 감지할 수 있는 웨어러블 소재에 대한 개발이 주목받고 있다. 본 연구에서는 소수성 소재에 Micro Needle을 통해 미세 구멍을 형성한 후 SWCNT 분산용액에 대한 함침 효율을 향상시키는 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 구멍을 뚫지 않은 소재를 대조(control) 군으로 함침을 진행, 비교 분석하였다. 센서의 전기전도도를 평가하기 위해 Strain UTM (Universal Testing Machine, UTM, Dacell)과 저항을 측정하는 멀티미터(Keysight)를 이용해 센서를 인장했을 때의 센서의 전기전도도를 측정하였다. 또한 센서의 내구성을 평가하기 위해 시료별로 500회 인장을 진행한 후에 센서의 전기전도도를 평가하였다. 그 결과 Needling을 한 센서의 전기전도성이 Needling을 하지 않은 센서에 비해 최소 16배 이상 뛰어남을 알 수 있었다. 또한 센서의 초기 저항에 비해 게이지 팩터도 우수해 센서로서 좋은 성능을 확인할 수 있었다. 이를 통해 친수성 소재에 비해 물성이 뛰어나지만, 높은 표면장력 때문에 함침 효율이 좋지 않았던 소수성 소재의 함침 효율을 높여 신체의 움직임을 더 효과적으로 감지하고 내구성과 활용 가능성이 뛰어난 센서를 제작했다.

텍스타일 터치센서를 활용한 스마트폰 제어 기능 재킷 개발 (Development of Smartphone Control Jacket Using Textile Touch Sensor)

  • 박진희;김지선;김주용
    • 패션비즈니스
    • /
    • 제24권5호
    • /
    • pp.140-157
    • /
    • 2020
  • The purpose of this study is to develop three functions for smartphones and PCs using a textile touch sensor in an everyday sports jacket and to present their usefulness; to this end, we have developed a mutual capacitive textile touch sensor and corresponding structure, and we have implemented three functions into a textile touch sensor jacket, of which we also conducted a usability evaluation. The jacket has a sensor on the wrist of the left sleeve and a device on the left arm. The sensor system can be divided into three main categories: a sensor acting as a switch, a circuit connecting the sensor and the device, and the device that acts as power control and system on/off. The functions are implemented in the texture touch sensor jacket in three modes: cell phone mode, music mode, and PPT presentation mode. We conducted an evaluation of each function in each mode, which indicated that all functions performed well without errors and that the switch had excellent operation for the number and intensity of touch. In terms of usability in a humid environment, the performance of touch functions was found to be equally implemented. In the temperature environment, neither high nor low temperatures caused issues with the functions. A wearing satisfaction assessment evaluated psychological satisfaction, clothing convenience, device convenience, device usability, and device effectiveness. This research jacket is thought to be desirable for the relatively bendable, flexible, and intimate sensor used on the clothing, and the circuit made of conductive fabric tape.

생체신호 모니터링을 위한 CNT 기반 스페이서 직물 압력센서 구현 및 센싱 능력 평가 (Carbon-nanotube-based Spacer Fabric Pressure Sensors for Biological Signal Monitoring and the Evaluation of Sensing Capabilities)

  • 윤하영;김상운;김주용
    • 감성과학
    • /
    • 제24권2호
    • /
    • pp.65-74
    • /
    • 2021
  • 최근 ICT 산업의 기술혁신이 일어남에 따라 생체신호을 인식하고 이에 대해 대응을 하기 위한 웨어러블 센싱 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 단순한 함침과정을 통해 3차원 스페이서(3D spacer)직물을 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)분산용액에 함침공정을 진행해 단일층(monolayer) 압전 저항형 압력 센서(piezoresistive pressure sensor)를 개발하였다. 3D 스페이서 원단에 전기전도성을 부여하기 위해 시료를 SWCNT 분산용액에 함침공정을 진행한 후 건조하는 과정을 거쳤다. 함침된 시료의 전기적 특성을 파악하기 위해 UTM (Universal Testing Machine)과 멀티미터를 이용해서 압력의 변화에 따른 저항의 변화를 측정하였다. 또한 센서의 전기적 특성의 변화를 관찰하기 위해 분산용액의 농도, 함침횟수, 시료의 두께를 다르게 해서 시료의 센서로서의 성능을 평가했다. 그 결과 wt0.1%의 SWCNT 분산용액에 함침공정을 2번 진행한 시료가 센서로서 가장 뛰어난 성능을 나타냄을 알 수 있었다. 두께별로는 7mm 두께의 센서가 가장 높은 GF를 보이고 13mm 두께의 센서가 작동범위가 가장 넓음을 확인했다. 본 연구를 통해 3D spacer 원단으로 제작한 스마트 텍스타일 센서는 공정과정이 단순하면서도 센서로서 성능이 뛰어나다는 장점을 확인할 수 있었다.

거북목 예방을 위한 텍스타일 센서 개발 (Development of Textile Sensors for Prevention of Forward Head Posture)

  • 김민석;박진희;김주용
    • 패션비즈니스
    • /
    • 제27권4호
    • /
    • pp.125-140
    • /
    • 2023
  • This study aimed to develop a smart wearable device for assessing the risk angle associated with turtle neck syndrome in patients with Video Display Terminal (VDT) syndrome. Turtle neck syndrome, characterized by forward head posture resulting from upper cross syndrome, leads to thoracic kyphosis. In this research, a stretch sensor was used to monitor the progression of turtle neck syndrome, and the sensor data was analyzed using a Universal Testing Machine (UTM) and the Gauge Factor (GF) calculation method. The scapula and cervical spine angles were measured at five stages, with 15-degree increments from 0° to 60°. During the experimental process, the stretch sensor was attached to the thoracic spine in three different lengths: 30mm, 50mm, and 100mm. Among these, the attachment method yielding the most reliable data was determined by measuring with three techniques (General Trim Adhesive, PU film, and Heat Transfer Machine), and clothing using the heat transfer machine was selected. The experimental results confirmed that the most significant change in thoracic kyphosis occurred at approximately 30° of forward head posture. Prolonged deformity can lead to various issues, highlighting the need for textile sensor solutions. The developed wearable device aims to provide users with real-time feedback on their turtle neck posture and incorporate features that can help prevent or improve the condition.