작업 피로도 측정할 수 있는 웨어러블 센서 Flexible, Wearable Sensors Detect Workers’ Fatigue

Flexible, Wearable Sensors Detect Workers’ Fatigue

The new sensors work by measuring breathing and perform similarly to a flow meter

By Michelle Hampson

Stanford research Michael Snyder poses laden with the wearable gadgets that recently helped him realize he'd been infected by Lyme disease before he showed symptoms

Mobile Robots: Navigation, Control and Sensing, Surface Robots and AUVs

Photo: Getty Images

Fatigue in the workplace is a serious issue today—leading to accidents, injuries and worse. Some of history’s worst industrial disasters, in fact, can be traced at least in part to worker fatigue, including the 2005 Texas City BP oil refinery explosion and the nuclear accidents at Chernobyl and Three Mile Island.

Given the potential consequences of worker fatigue, scientists have been exploring wearable devices for monitoring workers’ alertness, which correlates with physiological parameters such as heart rate, breathing rate, sweating, and muscle contraction. In a recent study published November 6 in IEEE Sensors Journal, a group of Italian researchers describe a new wearable design that measures the frequency of the user’s breathing—which they argue is a proxy for fatigue. Breathing frequency is also used to identify stressing conditions such as excessive cold, heat, hypoxia, pain, and discomfort.

Image: Università Campus Bio-Medico di Roma

“This topic is very important since everyday thousands of work-related accidents occur throughout the world, affecting all sectors of the economy,” says Daniela Lo Presti, a PhD student at  Università Campus Bio-Medico di Roma, in Rome, Italy, who was involved in the study. “We believe that monitoring workers' physiological state during [work]… may be crucial to prevent work-related accidents and improve the workers' quality performances and safet

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https://spectrum.ieee.org/tech-talk/biomedical/devices/flexible-wearable-sensors-detect-workers-fatigue

작업 피로도 측정할 수 있는 웨어러블 센서 개발돼

이탈리아 '캠퍼스 바이오-메디코대' 연구 성과 발표

     공장 노동자나 물류 센터 작업자들은 힘든 노동 과정에서 쌓인 피로를 이기지 못해 심신이 지치거나 불의의 사고를 당할 수 있다. 노동자들의 피로도를 인지하고 관리하는 것은 산업 현장의 재앙을 막는 데 아주 중요하다. 산업 현장에서 발생하는 대재앙의 근원을 추적해보면 결국 현장 작업자나 노동자들의 과도한 피로가 원인이 되는 경우가 적지 않다.

‘IEEE 스펙트럼’에 따르면 이탈리아 '캠퍼스 바이오-메디코대학(Università Campus Bio-Medico di Roma)‘ 연구팀은 사람의 피로도를 측정할 수 있는 웨어러블 타입의 센서를 개발하고, 연구 성과를 ’IEEE 센서 저널(IEEE Sensors Journal)‘에 발표했다.

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이탈리아 연구팀이 개발한 피로도 측정 웨어러블 센서

연구팀이 개발한 웨어러블 센서는 사람의 흉곽과 복부에 착용할 수 있는 2개의 제품으로 이뤄져 있으며, 실리콘 매트릭스 소재와 광섬유 기술을 이용해 제작됐다. 이 유연성 센서는 사람의 호흡을 분석해 피로도를 측정한다. 호흡의 빈도를 통해 과도한 체온 저하, 열, 저산소증, 고통, 불편함 등 스트레스 조건을 확인한다.

이번 연구에 참여한 박사과정 '다니엘라 로 프레스티'는 “노동자가 작업하는 동안 생리학적인 상태를 모니터링함으로서 작업자의 피로도를 파악하는 게 산업 재해를 막고 작업자의 안전을 보장하는데 중요하다”며 센서 개발 배경을 설명했다.

사람이 숨을 들이마시면 횡격막이 축소되고 위장은 부푼다. 또 숨을 내쉬면 횡격막이 확장되고 위장이 축소된다. 웨어러블 센서는 이 과정에서 수축 또는 팽창한다. 연구팀은 10명의 자원자를 대상으로 웨어러블 센서를 착용시키고 앉았다 일어서기, 물체 들어올리기, 팔의 수평 이동 등 동작을 반복적으로 수행하도록 했다. 이 과정에서 웨어러블 센서를 통해 호흡의 빈도와 센서의 긴장의 압축 및 이완을 측정하고 피로도를 측정했다. 연구팀은 이 센서가 유연성 재료로 만들어져 다양한 장치와 결합할 수 있다고 밝혔다.

장길수  ksjang@irobotnews.com 로봇신문사

http://www.irobotnews.com/news/articleView.html?idxno=22994

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