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조영호 교수, 손목시계형 개인별 열적 쾌적감 측정기 개발
〈 조 영 호 교수, 윤 성 현 연구원 〉
우리 대학 바이오및뇌공학과 조영호 교수 연구팀이 손목의 땀을 측정해 인간의 개인별 열적 쾌적감을 측정할 수 있는 손목시계형 쾌적감 측정기를 개발했다.
심재경, 윤성현 연구원의 주도로 개발한 이번 연구 성과는 융합, 과학 분야의 네이처 자매지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 1월 19일자에 게재됐다.
인간이라면 누구나 더위를 느끼면 땀 발생률이 증가하며 추위를 느끼면 땀 발생률이 감소한다. 따라서 동일한 환경에서도 개인별 땀 발생률을 측정하면 개인마다 느끼는 더위와 추위 상태를 판별해 열적 쾌적감을 측정할 수 있다.
일반적인 냉, 난방기는 공기의 습도와 온도를 일정하게 유지하도록 동작하고 있기 때문에 동일한 온도와 습도여도 개인별 체질과 기후환경에 따라 개인마다 느끼는 추위와 더위 상태는 모두 다르다.
기존의 땀 발생률 측정기는 생리학 실험용으로 사용돼 펌프 및 냉각기 등의 큰 크기를 갖는 외부 장치가 필요하다. 피부 미용 용도는 크기가 작지만 장시간의 회복 시간을 필요로 하는 문제점이 있다.
연구팀은 작은 크기를 가지며 인간의 피부에 착용 가능하면서 환기구동기를 집적해 연속적으로 땀 발생률 측정이 가능한 손목시계형 쾌적감 측정기를 개발했다.
연구팀이 개발한 손목시계형 쾌적감 측정기는 인간이 느끼는 더위나 추위의 정도에 따라 땀 발생률이 변화하는 점에 착안해 땀 발생률을 측정해 주어진 환경 내에서 인간의 체감 더위와 추위를 파악할 수 있는 기술이다.
연구팀은 밀폐된 챔버가 피부에 부착됐을 때 습도가 증가하는 비율을 통해 땀 발생률을 측정하는 방식을 이용했다. 이 측정기는 피부에 챔버가 완전히 부착된 후 측정하기 때문에 외부 공기나 인간의 움직임에도 안정적인 땀 발생률 측정이 가능하다.
또한 소형 열공압 구동기를 집적해 챔버를 피부 위로 들어올려 자동 환기가 가능하다.
연구팀의 손목시계형 쾌적감 측정기는 주위의 온도나 습도에 관계없이 인간의 인지기능에 따라 변화하는 땀 발생률을 측정할 수 있어 개인별 맞춤형 냉난방을 실현할 수 있다.
연구팀의 측정기는 직경 35mm, 두께 25mm, 배터리 포함 무게 30g으로 자동 환기기능을 갖추고 있으며 기존 측정기 대비 무게는 절반 이하(47.6%) 47.6%, 소비전력은 12.8%에 불과하다.
6V 소형 손목시계용 배터리로 4시간 동작이 가능하며 사람의 걸음에 해당하는 공기흐름인 0~1.5m/s에서 안정적으로 작동하기 때문에 움직이는 상태에서 성능을 유지하여야 하는 포터블, 웨어러블 기기로 사용가능하다는 장점이 있다.
이를 이용해 연구팀은 실내 또는 자동차 내에서 기존의 냉, 난방기에 비해 훨씬 더 인간과 교감 기능이 뛰어난 새로운 개념의 인지형 냉, 난방기를 제작할 예정이다.
조영호 교수는 “기존 냉난방기는 주변의 온, 습도 기준으로 쾌적감을 판단해 개인적으로 느끼는 쾌적감과 무관하지만 우리가 개발한 쾌적감 측정기는 개인적 쾌적감을 판단할 수 있어 새 개념의 개인맞춤형 지능형 냉, 난방기로 활용 가능하다”며 “나아가 미래사회에서는 인간의 신체적 건강 뿐 아니라 정신적 건강과 감정 상태의 관리가 필요하기에 향후 인간과 기계의 감성 교감을 이룰 수 있을 것이다”고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부의 중견연구자지원사업을 통해 수행됐으며 국내특허로 등록을 완료했다.
□ 그림 설명
그림1. 인간 열적 쾌적감 측정이 가능한 손목시계형 쾌적감 측정기
그림2. 손목시계형 쾌적감 측정기
그림3. 손목시계형 쾌적감 측정기의 동작 원리
2018.02.01 조회수 13420 -
국내최초 녹색건축물 전환 인증 받은 KAIST 기계공학동
< 기계공학동 리모델링 준공식 >
우리 대학은 12일(월) 기계공학동 로비에서 강성모 총장, 안충환 국토교통부 건축정책관, 교내·외 주요 관계자 등 100여 명이 참석한 가운데 국내 최초 ‘녹색건축물 전환 인증’ 을 받은 ‘KAIST 기계공학동 리모델링’ 준공식 행사를 가졌다.
‘녹색건축물 전환 인증’ 은 연간 냉난방 에너지 요구량의 20%이상 개선한 녹색 건축물에 국토교통부가 부여하는 인증제도이다.
기계공학동 리모델링 공사는 냉난방 에너지 요구량의 32% 절감효과를 인정받아 국토교통부로부터 지난 9일 ‘녹색건축물 전환 인증’ 을 받았다.
총공사비 101억원이 투입된 기계공학동 리모델링은 지상 7층 지하 1층(연면적 30,387.36㎡)으로 구성됐으며 에너지 절감형 기술과 제품을 적용해 만든 녹색건축물로 개축됐다.
공동강의실 등 공용실의 조명기구를 LED제품으로 교체하고, 외벽 및 옥상 단열 보강과 고효율 2중 창호를 설치해 단열 기능을 높여 에너지소비를 줄였다. 특히 노후 개별 냉·난방기를 철거하고 한곳에서 통합제어가 가능한 고효율 시스템 냉·난방기를 설치해 에너지 소비량과 설비운전 상태를 실시간으로 확인할 수 있는 ‘건물에너지관리시스템’ 을 구축했다.
KAIST는 이번 기계공학동 ‘녹색건축물 전환 인증’ 을 계기로 향후 모든 신·개축 건물에 대해 녹색건축물 인증을 추진할 계획이다.
강성모 총장은 “학생들이 노후 건물을 벗어나 안전하고 쾌적한 환경에서 공부할 수 있게 돼 기쁘다”며 “교육 및 연구시설 개선과 안전한 캠퍼스 구축을 위해 지속적으로 노력 하겠다”고 말했다.
< 리모델링 후 기계공학동 전경 >
2016.12.12 조회수 13101 -
한라공조, KAIST 아이디어 공모전 시상식 개최
- 연구과제 분야 대상에 전지연 박사팀 -- 한라공조㈜, 대학(원)생 아이디어 공모전 개최로 지역 인재 육성
우리 학교 이민석(기계공학과 석사/2년차), 황준식(기계공학과/석사 1년차), 전지연(기계공학과/박사 3년차) 학생 팀이 한라공조가 주관한 "제1회 KAIST 대학(원)생 아이디어 경진대회"에서 "LPG와 DME(디메틸에테르)를 냉매로 하는 신냉각 시스템 개발"을 공동으로 제안해 연구과제분야 대상을 차지했다. 대상팀에게는 상금 1,000만원이 수여됐다.
연구과제분야 최우수상(1개 팀)과 우수상(1개 팀)에게는 각각 300만원과 100만원의 장학금과 상장이 수여됐다. 아이디어분야에서는 ‘폭발형 순간 냉난방 시스템’을 제안한 신용걸(생명과학과/박사 4년차) 학생이 대상의 영예를 안았으며, 상금 300만원이 수여됐다. 최우수상(2개 팀)과 우수상(2개 팀)에는 100만원과 50만원의 장학금이 각각 전달됐다.
한라공조는 아이디어 공모전 수상자에게 채용 시 서류심사 면제특전을 부여하고, 연구과제 분야 수상작 중 기술적용이 가능한 제안에 대해 회사와 계약을 체결해 연구개발비 전액을 지원함으로써 독자 신기술을 확보해나갈 계획이다.
국내 최대 자동차 공조(空調)기업인 한라공조는 지난 8월부터 약 2개월간 산학협력을 체결한 KAIST 대학(원)생을 대상으로 차세대 독자 신기술을 발굴하고, 자동차 공조산업의 미래를 책임질 우수한 인재를 육성하는 데 아이디어 공모전을 개최하고, 응모작 중 창의성을 발휘한 우수작 15건을 선정해 지난 14일 제안한 아이디어에 대한 프레젠테이션을 거쳐 최종 우수작 연구과제 분야 3개 팀, 아이디어 분야 5개 팀 총 8개 팀을 선정하고 14일 기계공학동 1층 세미나실에서 시상식을 개최했다.
한라공조 연구개발본부장 박창호 전무는 “대학(원)생들의 창의적이고 열정 넘치는 아이디어를 통해 한라공조의 기술이 한층 더 향상될 것으로 기대한다”며 “공조기술 아이디어 공모전을 확대해 지역 대학의 경쟁력 강화는 물론이고, 우수 인재 장학지원 및 협력 프로그램을 지속적으로 운영할 계획”이라고 말했다.
또 "이번 공모전을 시작으로, 매년 지역 대학(원)생을 대상으로 대회를 개최해 산학협력 프로그램을 확대해 나갈 계획"이라고 밝혔다.
한편, 한라공조 오는 2012년 9월에 대학(원)생들을 대상으로 ‘제2회 아이디어 공모전’을 개최할 예정이며, 내년 1월부터 약 2개월간 지역대학을 직접 방문해 사전설명회를 실시할 계획이다.
<사진제공=한라공조(주)> 한라공조 연구개발본부장 박창호 전무(가운데)와 연구과제 분야 대상을 받은 황준식 학생(왼쪽), 이민석 학생(오른쪽)이 기념촬영을 하고 있다.
2011.10.26 조회수 16102