웨어러블 기기가 배터리 없이 심전도를? 서울대 '이 기술' 대박 예감!

스마트워치, 헬스 밴드 등 웨어러블 기기는 이제 우리 일상에 없어서는 안 될 필수품이 되었습니다. 하지만 매일 밤 충전기에 올려놓는 일, 다들 지겹지 않으신가요? 깜빡 잊고 충전을 못 한 날에는 무용지물이 되어버리는 배터리는 웨어러블 기기의 가장 큰 딜레마였습니다. 그런데 만약 배터리 없이도 내 몸의 생체 신호를 24시간 내내 측정할 수 있다면 어떨까요? 꿈같은 이야기가 아닙니다. 바로 2026년, 대한민국 서울대학교에서 그 해답을 찾아냈습니다.

서울대학교 공과대학 전기정보공학부 유담 교수 연구팀이 배터리 없이 심전도(ECG) 신호를 측정할 수 있는 피부 밀착형 웨어러블 헬스케어 시스템, 'SkinECG'를 개발했다는 놀라운 소식입니다. 이 혁신적인 신기술은 웨어러블 기기 시장의 판도를 바꿀 '게임 체인저'로 주목받고 있습니다.

웨어러블 기기의 영원한 숙제, '배터리'

기존 웨어러블 기기는 아무리 작고 가볍게 만들어도 배터리 때문에 한계가 명확했습니다. 배터리는 크기와 무게를 차지해 착용감을 떨어뜨리고, 주기적인 충전과 교체가 필요했죠. 특히 건강 상태를 지속적으로 모니터링해야 하는 헬스케어 분야에서는 배터리 방전이 치명적인 데이터 손실로 이어질 수 있었습니다.

이 문제를 해결하기 위해 빛, 열, 움직임 등 주변 에너지를 전기로 바꾸는 '에너지 하베스팅(Energy Harvesting)' 기술이 대안으로 떠올랐지만, 여기에도 문제가 있었습니다. 심전도 센서는 가슴에 붙여야 가장 정확한데, 태양광 에너지를 얻으려면 햇빛을 잘 받는 팔이나 다리에 발전 소자를 둬야 하는 것처럼, '생체 신호 측정 최적 위치'와 '에너지 수확 최적 위치'가 달랐기 때문입니다.

서울대가 내놓은 혁신적인 해답, 'SkinECG'

유담 교수 연구팀은 바로 이 '위치의 불일치' 문제를 해결하는 데서 출발했습니다. 그리고 완전히 새로운 방식의 전력 공급 구조, '직교 에너지 하베스팅 네트워크(O-EHN)'를 고안해냈습니다. SkinECG의 핵심 원리는 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다.

1. 버려지는 에너지를 모으는 '에너지 하베스팅'

먼저, 햇빛을 잘 받는 팔이나 다리 등 여러 곳에 태양전지와 같은 발전 소자를 부착합니다. 이 소자들이 주변의 빛 에너지를 모아 전기로 변환하는 것이죠. 여기까지는 기존 에너지 하베스팅 기술과 비슷합니다.

2. 피부를 고속도로 삼아 전력을 전달? '인체 결합 전력 전송'

SkinECG의 진짜 혁신은 바로 여기부터입니다. 연구팀은 공기 중으로 전파를 쏘는 대신, 우리 몸의 '피부'를 전력 전송 통로로 활용하는 '인체 결합 전력 전송(Body-Coupled Powering)' 기술을 적용했습니다. 팔다리에서 만들어진 전력이 마치 고속도로를 달리듯 피부 표면을 따라 가슴에 부착된 심전도 센서까지 안전하고 효율적으로 '무선' 전달되는 것입니다.

또한, 여러 발전 소자가 보내는 전력 신호가 서로 엉키지 않도록 각각 다른 주파수 채널을 사용해 안정성을 높였습니다. 덕분에 발전 소자의 개수나 위치에 상관없이 심전도 센서에 끊김 없이 전력을 공급할 수 있게 되었습니다.

안전할까요? 그리고 미래 전망은?

혹시 몸에 전기가 흐른다고 생각하니 걱정되시나요? 전혀 그럴 필요 없습니다. 연구팀은 인체에 전달되는 전력 수준을 우리가 일상생활 속 전자기기 주변에서 자연스럽게 노출되는 정도로 매우 낮게 제한하여 안전성을 확보했습니다. 무겁고 불편한 배터리 없이도, 인체에 무해한 방식으로 24시간 심장 건강을 체크할 수 있는 시대가 열린 것입니다.

이번 SkinECG 기술은 심전도뿐만 아니라 근전도, 뇌파 등 다양한 생체 신호를 장기간 모니터링하는 데에도 활용될 수 있습니다. 나아가 몸에 착용하는 전자기기는 물론, 인체 이식형 의료기기의 전력 공급 문제까지 해결할 수 있는 기반 기술로 평가받고 있어 그 확장 가능성은 무궁무진합니다.

SkinECG 기술, 핵심만 콕콕!

• 배터리 해방: 더 이상 매일 충전하거나 배터리를 교체할 필요가 없습니다.
• 위치 제약 극복: 에너지 생성(팔, 다리)과 센서 사용(가슴) 위치가 달라도 문제없습니다.
• 안전한 무선 전력 전송: 피부 표면을 이용해 인체에 안전한 수준의 전력을 효율적으로 전달합니다.
• 뛰어난 확장성: 심전도, 근전도, 뇌파 등 다양한 헬스케어 분야로의 적용이 기대됩니다.

결론: 상상 속 기술이 현실로

서울대학교 연구팀이 개발한 SkinECG는 웨어러블 기기의 오랜 숙원이던 '전원 문제'를 해결하며 디지털 헬스케어의 새로운 지평을 열었습니다. 비록 상용화까지는 시간이 더 필요하겠지만, 배터리 걱정 없이 내 몸의 건강을 실시간으로 관리하는 미래가 성큼 다가왔다는 사실만으로도 가슴이 뜁니다.

이 기술이 상용화된다면 여러분은 어떤 분야에 가장 먼저 적용되길 바라시나요? 댓글로 자유롭게 의견을 나눠주세요!