성대 연구팀, 거미 다리 착안해 '진동노이즈 필터링' 소재 개발

성균관대 화학공학·고분자공학부 김태일 교수 연구팀은 9일 진동 노이즈(방해 요소)를 선택적으로 제거해 생체 신호를 효과적으로 측정할 수 있는 소재를 세계 최초로 개발했다고 밝혔다.

기존에는 생체신호를 측정하는 전자 소자의 성능이 좋아질수록, 측정하고자 하는 신호를 다른 외부 노이즈와 구분하는 것이 어려워지는 문제점이 있었다.

연구팀은 거미가 적, 먹이로부터 오는 진동 신호와 바람, 비 등 외부 노이즈를 탁월하게 구분해내는 능력에 착안해 새로운 소재를 개발했다.

거미의 다리에는 진동 신호를 민감하게 받아들이는 수용체와 함께 '점탄성 패드'가 있는데, 이는 낮은 주파수의 신호를 흡수하고 높은 주파수의 신호는 진동수용체로 전달하는 역할을 한다.

이를 바탕으로 연구팀은 상대적으로 높은 주파수 대역을 갖는 생체 신호를 통과시키고 낮은 주파수 대역을 갖는 노이즈는 제거하는 소재를 개발해냈다.

그 결과 목 진동, 심박수 등 기계적 생체 신호와 심전도, 뇌파 등 전기적 생체 신호 모두 안정적인 검출이 가능했다고 연구팀은 전했다.

연구를 주도한 박병학 박사는 "전자 소자의 성능만을 높이는 것뿐 아니라 선택적으로 외부 노이즈를 줄이는 것이 더 효과적인 생체 신호 수집의 방법이 될 수 있다"고 설명했다.

이번 성과는 지난 6일 국제학술지 '사이언스'(Science)에 게재됐다.

/연합뉴스