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더운지 추운지 '소름'으로 판단해?!

By 이웃집과학자
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이웃집과학자 작성일자2018.09.21. | 10,029 읽음

올해는 너무 더워서 에어컨을 여느 해보다 긴 시간 틀 수밖에 없었습니다. 더위를 많이 타는 사람과 적게 느끼는 사람이 한 공간에 있을 때 난감했던 상황들도 왕왕 발생했을 텐데요. 인간은 개인별 체질과 기후 환경에 따라 동일한 온도와 습도에서도 서로 체감하는 더위와 추위, 즉 '열적 쾌적감'이 다르기 때문입니다.

KAIST 바이오및뇌공학과 조영호 교수 연구팀이 피부의 경도, 즉 단단한 정도를 근거로 인간의 열적 쾌적감을 예측할 수 있는 지표를 마련했습니다. 쌀쌀함을 느낄 때는 '소름이 돋는다'고 표현하는데요. 이 때는 피부의 입모근이 수축하며 단단해집니다. 반면 더울 때는 입모근이 이완돼 물렁물렁해지죠.

연구팀은 입모근으로 인해 피부의 경도가 변한다는 점에 착안했습니다. 이를 토대로 '피부 경도'를 인간 열적 쾌적감의 새로운 지표로 제안했습니다.

소름 돋으면 피부가 단단해져요.

출처 : Wikimedia commons

윤성현, 심재경 연구원의 주도로 개발한 이번 연구는 네이처 자매지 <사이언티픽 리포트(Scientific Reports)> 8월 13일자 온라인 판에 게재됐습니다.

이전까지는 각 개인별 체질과 무관하게 인간이 실제 느끼는 열적 쾌적감을 알아내고 쾌적한 상태를 유지할 수 있는 개념의 개인별 맞춤형 냉난방시스템 연구가 진행됐습니다. 즉, 더위를 많이 타는 사람과 추위를 많이 느끼는 사람 각각이 행복한 상태를 찾는 거죠.

이제까지는 두 가지 지표를 사용했습니다. 인간이라면 누구나 더위를 느끼는 상황에서 피부 온도가 오르고 땀 발생량이 늘어납니다. 추위를 느끼면 반대가 되죠. 따라서 연구팀은 지난 2월 이러한 피부 온도와 땀 발생률의 두 가지 지표를 통해 인간의 열적 쾌적감을 측정할 수 있는 기기를 개발한 바 있습니다.

그러나 피부 온도와 땀 발생률 만으로는 신뢰도가 충분하지 않아 정확성과 신뢰도를 높일 수 있는 지표가 필요했습니다. 연구팀은 기존의 열적 쾌적감 지표 외에 인간의 피부 경도(硬度)를 추가적인 지표로 활용할 수 있음을 처음으로 발견했습니다.

조 교수 연구팀은 기존의 지표인 피부 온도와 땀 발생률과 피부 경도는 인간의 열적 쾌적감을 판단할 수 있는 각각의 독립적인 지표이며, 기존의 두 지표에 더해 피부 경도를 추가하면 쾌적감 판단 신뢰도가 23.5% 향상됨을 피험자 실험을 통해 입증했습니다.


피부 경도 측정.

출처 : KAIST

이를 통해 피부 경도를 측정할 수 있는 센서를 개발하고 이를 적용해 자동차, 실내 등에서 기존의 냉, 난방기보다 인간과 교감 기능이 뛰어난 개인별 맞춤형 냉, 난방기를 개발할 예정입니다.


조 교수는 "새로 발굴한 지표인 피부 경도를 도입해 인간의 개인별 체질, 기후 환경과 무관하게 실제 느끼는 열적 쾌적감 예측의 신뢰도를 높여 개인별 맞춤형 냉난방기의 개발에 힘쓸 예정"이라며 "신체적 건강 상태 뿐 아니라 정신적 건강과 감정 상태 교감을 통해 인간과 기계 간 정서적 교감도 이룰 수 있을 것"이라고 말했습니다.

##참고자료##

 

Yoon, Sunghyun, et al. "Evaluation of Skin Hardness as a Physiological Sign of Human Thermal Status." Scientific reports8 (2018).


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