저온 화상 막는다: AI로 최적 온도를 맞추는 스마트 발열 재킷 개발

발열 조끼나 전기담요는 추위를 이겨내는 데 유용하지만, 장시간 사용할 경우 저온 화상이나 체온 과열 같은 부작용을 일으키기 쉽습니다.

특히 요양원이나 돌봄 시설에 거주하는 고령층은 온도 감각이 둔해진 데다 간병인이 매번 체온을 일일이 확인하기 어려워 위험에 노출되기 쉽습니다.

이에 잔 탄(Jeanne Tan) 연구팀은 인공지능(AI)과 온도 감응 변색사를 결합해 과열을 방지하는 스마트 재킷을 개발하고 관련 논문을 학술지 'ACS Applied Materials & Interfaces'에 게재했습니다.

은도금 원사로 열을 내고, 빛과 색으로 알린다

기존 발열 의류에 널리 쓰이던 탄소 섬유는 다소 뻣뻣하고 부피가 커서 옷의 착용감을 해치는 경우가 많았습니다.

연구팀은 은도금 발열 원사를 활용해 기존 탄소 섬유보다 훨씬 얇고 유연하게 열을 낼 수 있도록 만들었습니다.

여기에 보호자나 착용자가 발열 상태를 눈으로 곧바로 확인할 수 있도록 두 가지 특수 변색사를 함께 직조했습니다.

밝은 낮에는 감온 변색사가 작동해 표면 온도가 섭씨 30도를 넘어서면 보라색에서 분홍색으로 색상이 변합니다.

어두운 환경에서는 고분자 광섬유가 빛을 냅니다. 섭씨 30도에서는 파란색, 40도에서는 노란색, 위험 수준인 50도에 도달하면 빨간색 불빛을 띄웁니다.

50명의 실제 체감 데이터를 학습한 AI

이 재킷은 단순한 경고를 넘어 AI가 발열량을 능동적으로 조절합니다.

연구팀은 다양한 연령대와 성별, 체형을 지닌 피실험자 50명을 대상으로 다양한 온도, 습도, 풍속 환경에서 각자가 쾌적하다고 느끼는 열 설정을 측정했습니다.

이 데이터를 기반으로 훈련된 AI는 착용자 주변의 기후 조건이 변하더라도 편안한 온도를 예측해 지속해서 일정한 온도를 공급합니다.

연구팀은 이번 전자 섬유 기술이 의류뿐 아니라 차량용 온열 시트, 가구, 심지어 우주복에도 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

왜 중요한가

이번 성과의 가장 돋보이는 점은 스마트폰 앱 화면을 확인하는 대신, 직물 자체의 시각적 변화로 안전 상태를 전달한다는 점입니다.

돌봄 현장에서 간병인이 블루투스 연결을 확인하고 앱을 켜는 것보다, 어두운 방에서도 환자의 옷이 빨간색으로 빛나는 것을 보고 즉각 조치하는 방식이 훨씬 직관적이고 안전합니다.

여기에 환경 센서와 AI를 결합해 스스로 온도를 미세 조정하도록 설계한 점은 스마트 웨어러블이 나아가야 할 실용적 방향을 잘 보여줍니다.

다만 상용화까지 해결해야 할 과제도 분명합니다. AI 학습에 사용된 표본이 50명에 불과해 개인차가 큰 대중의 체온 선호도를 완벽히 반영하기에는 데이터 규모가 다소 제한적입니다.

광섬유와 은도금 원사가 포함된 원단이 일상적인 세탁이나 마찰, 땀에 얼마나 버틸 수 있는지 내구성 검증도 더 필요해 보입니다. 그럼에도 불구하고 취약계층의 안전을 위해 시각적 피드백과 지능형 제어를 결합한 시도는 헬스케어 의류 시장에서 충분히 눈여겨볼 만한 진전입니다.