배터리 없이 작동하는 스마트 안경 등장…얼굴 움직임으로 건강 신호 어디까지 읽나

미국 노스웨스턴대학교 연구진이 눈 깜빡임과 턱 움직임에서 에너지를 얻는 스마트 안경 시제품 ‘글래스텐그(GlassTENG)’를 개발했다.

배터리를 충전하거나 교체하지 않고 얼굴 동작과 맥박을 감지해 이갈이, 피로, 심혈관 건강과 관련된 정보를 추적하는 구상이다.

연구 내용은 과학매체 뉴아틀라스가 최근 보도했다.

연구진은 전 세계에서 40억 명 이상이 안경을 착용한다는 점에 착안해, 별도의 웨어러블 기기를 추가로 착용하는 번거로움을 줄이고자 했다.

안경테에는 센서 3개가 달렸다.

콧등의 각동맥 부근 센서는 맥박과 눈 깜빡임, 눈썹 움직임을, 관자놀이 센서는 맥박과 턱 움직임을 감지한다.

귀 가까이의 센서는 씹거나 이를 악무는 동작을 읽는다.

센서는 서로 다른 물질이 맞닿았다 떨어질 때 생기는 정전기를 활용하는 마찰전기 나노발전기 원리를 쓴다.

얼굴이 움직이면 유연한 센서 층이 눌렸다 분리되며 에너지를 만든다.

동작마다 발생하는 신호의 크기는 달랐다.

맥박은 50~100밀리볼트, 눈 깜빡임과 눈썹 올리기는 200~500밀리볼트였고, 강한 턱 움직임은 최대 1.5볼트에 이르렀다.

연구진은 참가자 20명의 신호를 기계학습으로 분석해 동작을 평균 93.8% 정확도로 식별했다.

이를 부딪치는 동작은 99%, 턱을 꽉 다무는 동작은 96% 정확도로 감지했다.

다만 동작을 모두 정확히 구분하지는 못했다.

말하기를 식별한 비율은 55%였고, 말하기 신호의 37%는 음식을 씹는 동작으로 잘못 분류됐다.

두 동작 모두 턱과 측두근을 움직여 신호가 비슷해질 수 있다는 설명이다.

맥박 측정은 휴식 중인 참가자 10명을 대상으로 가슴 착용형 측정기와 비교했으며, 분당 평균 차이는 1.82회였다.

현재 데이터는 블루투스로 스마트폰이나 태블릿에 전송된다.

연구진은 장기적으로 안경 자체에서 데이터를 처리하는 기능을 목표로 하며, 이를 악무는 동작을 감지해 턱의 긴장을 풀도록 즉시 알리는 사례를 제시했다.