• 한국의류산업학회지
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• 제18권6호
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• pp.733-745
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• 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.

• 감성과학
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• 제25권1호
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• pp.67-78
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• 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.

• 감성과학
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• 제26권4호
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• pp.41-50
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• 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.

• 감성과학
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• 제27권1호
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• pp.59-68
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• 2024

본 연구의 목적은 기존의 하드 타입의 관성 센서를 대체할 수 있는 소프트 원단 기반 팔꿈치 굽힘 각 센서를 개발하고, 이를 이용하여 굽힘 각도를 추정하는 시스템을 개발하는 것이다. 본 연구에서는 비교 선정을 위하여 Bergamo, E-band, Span cushion, Polyester의 서로 다른 역학적 특성을 가진 4종류 원단에 SWCNT (Single-Walled Carbon Nanotubes) 함침을 통해 전도성을 부여한 후 성능 평가를 통하여 하나의 원단을 선정하여 팔꿈치 굽힘 각 센서로 제작하였다. 성능을 평가하는 지표로 게이지율(Gauge factor), 이력현상(Hysteresis) 및 센싱 범위를 사용하였다. 제작된 센서를 통해 얻은 데이터는 bending 동작에서의 각도에 대한 센서 출력값의 변화와 extending 동작에서의 각도에 대한 센서 출력값의 변화가 다른 경향을 갖고 있기 때문에 두 가지 동작을 나누는 것을 1-step으로 하였다. 2-step으로, 데이터의 복잡한 비선형 관계를 처리하고 높은 데이터 정확도를 달성하기 위해 MLP (Multi-Layer Perceptron)를 활용하였다. 따라서 소프트 텍스타일 굽힘 센서를 제작하였고, MLP를 통해 비선형 관계를 처리하고 각도 추정이 가능해졌다. 본 연구 결과를 기반으로 다양한 스마트 웨어러블 및 헬스케어 분야에서 효과적으로 활용되기를 기대한다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2009년도 제41차 학술발표회
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• pp.35-36
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• 2009

• 감성과학
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• 제25권4호
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• pp.45-52
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• 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.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2009년도 제41차 학술발표회
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• pp.73-74
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• 2009

• 한국의류학회지
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• 제45권1호
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• pp.168-179
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• 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.

• 디지털융복합연구
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• 제15권11호
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• pp.231-243
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• 2017

본 논문은 전기적 감지 방식 바이오센서의 개념을 리뷰하고, 의류 및 텍스트 기반의 바이오센서의 연구 사례를 조사하였다. 생체 신호를 측정 할 수 있는 바이오센서는 생물학적 감지 물질을 이용하여 생물학적 물질의 물리적, 화학적 특성을 감지하는 장치이다. 따라서 바이오센서를 사용하여 생체신호를 측정할 수 있는 웰니스 의류는 U-Health 서비스를 제공하는데 중요한 역할을 한다. 기존 센서와 다르게 바이오센서의 차별화된 특징은 선택적 반응과 생물학적 물질의 결합을 사용한다는 점이다. 이러한 바이오센서 중 전기적 감지 바이오센서는 전기 신호의 처리로 인해 크기가 매우 작아 유비쿼터스 환경을 조성하는데 이용될 수 있다. 따라서 웰니스 의류를 개발하기 위해 소형화가 쉬운 전기적 감지 바이오센서를 연구할 필요가 있다. 본 논문에서는 전기적 감지 바이오센서(전기화학적 방식, 나노와이어/탄소나노튜브 기반 FET 방식)에 대해 자세히 기술하였다. 마지막으로, 이러한 고찰을 통해 향후 웰니스 의류에 적용 가능할 바이오센서의 기술개발 방향을 제언하였다.

• 패션비즈니스
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• 제24권5호
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• pp.140-157
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• 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.