[2020 UGRP 우수연구] ‘미숙아의 근력측정을 위한 악력, 흡입력 측정 장치 개발’

  2020 UGRP 학술기사 시리즈의 첫번째 주제는 ‘미숙아의 근력측정을 위한 악력, 흡입력 측정 장치 개발’이다. 해당 주제는 황규영 UGRP 최우수연구상을 수상한 바 있으며 그 외에도 제1회 클러치 리그 대상, 제7회 ICT 스마트 디바이스 전국 공모전 일반부문 우수상, 2020 과기특성화대학 공동창업경진대회 우수상, 2020년 융복학대학 학생 심포지엄 구두 발표 세션 부문 대상, 포스터 세션 부문 우수포스터상 등을 수상한 이력이 있다.

  본 주제는 장영실 코스의 A형 과제로 지도교수는 이성원 교수이며 배현진(‘18), 유승선(‘18), 장종원(‘19), 한소영(‘18) 학생이 참여했다. 해당 연구팀과 코로나19 상황임을 감안해 서면 인터뷰를 주고받았다.

 

Q. 어떤 계기로 미숙아 악력 측정 장치를 고안하게 되었나.

  지도교수님께서 부산대 의료진으로부터 미숙아 악력 측정 도구가 있었으면 좋겠다는 요구사항을 전달받아 연구를 시작하게 되었다. 그 전까지는 신생아 악력의 중요성에 대해 많이 알지 못했고, 그것을 측정할 수 있는 마땅한 도구가 당연히 존재할 것이라 생각했다. 하지만 선행연구 조사를 통해 신생아의 악력은 근신경계 발달과 밀접한 관계가 있는 중요한 지표이며 원활한 모유 수유에도 꼭 필요한 요소임을 알게 됐다. 그럼에도 불구하고 적절한 도구가 없어서 측정을 하지 않거나, 의사들이 직접 손가락으로 아이의 손을 쥐며 판단하는 주관적인 방법을 사용한다는 사실이 안타까웠다. 기존에 악력 측정 장치가 없었던 것은 아니지만 일정 수준 이상의 힘을 한 방향에 의존적으로 측정하기 때문에 신생아에게 사용하기 부적합했다. 이에 아예 다른 방식으로 신생아의 악력을 측정할 수 있는 신생아 맞춤형 디바이스를 개발하면 좋겠다는 생각으로 연구를 시작했다.

 

Q. 장치의 원리와 실험결과를 간단히 설명해주셨으면 한다.

  신생아에게 사용할 수 있어야 하기 때문에 작은 힘을 정밀하게 측정할 수 있어야 하고, 방향에 의존하지 않고 어느 방향에서도 측정이 가능해야 했다. 그래서 잡는 방향에 상관없이 힘을 어떻게 정밀히 측정할까 깊은 고민을 했고 어떤 방향에서 누르든 누르는 힘만큼 나오는 치약 튜브에서 아이디어를 얻어 장치를 고안했다.

  측정 장치의 에어 챔버 부분에 힘을 주면, 내부 압력 변화로 인해 연결된 멤브레인이 팽창한다. 멤브레인에는 작은 자석이 붙어있기 때문에 멤브레인이 팽창하면 자석도 이동하게 된다. 이 자석의 이동을 감지하는 감지센서를 밑에 달아 자석의 움직임을 전기신호로 변환시켜 결과를 출력한다. 정리하자면 에어 쳄버에 주는 힘으로 멤브레인이 팽창하고, 멤브레인에 붙은 자석이 움직이면 움직인 정도를 통해 악력을 계산하는 것이 주된 원리이다.

미숙아 악력 ,  흡입력 측정장치 원리  <그림  = UGRP  팀 제공>

 

Q. 추후 계획은 어떻게 되나.

  현재 국내, 국제 한 개씩 총 두 개의 특허가 출원된 상태이다. 지금까지 창업 관련 대회에 나가 수상한 경험이 많지만 실제로 창업을 하는 것은 또 다른 문제이기 때문에 다들 고민했고, 창업은 진행하지 않는 것으로 결론 지었다. 창업을 하진 않지만 여러 대회에 참여하며 다양한 경험과 노하우를 쌓고, 이것이 노하우가 아이디어를 구체화하는 데에 많은 도움이 되었기에 좋은 자양분이 되었다고 생각한다. 앞으로는 계속해서 의료진과 협업하여 임상실험을 진행하고, 임상결과를 바탕으로 논문을 투고할 계획을 갖고 있다. 또한 우리가 개발한 장치를 통해 신생아 악력의 기준과 지표를 만들어 미숙아 악력 측정의 정확도나 오차를 비교하는 데 사용되도록 하는 것이 최종적인 목표이다.

 

Q. 장차 UGRP를 수행할 학부생들에게 전할 말이 있다면?

  UGRP 진행사항을 계속해서 확인하고, 계획을 세우는 것이 역시 중요한 것 같다. 우리 팀은 사전에 정해둔 일정에 맞춰 대부분의 연구를 진행했다. 코로나19라는 특이사항 때문에 연구 초반부터 만나는 것이 쉽지 않았지만, 교수님께 비대면으로 강의도 듣고, 학교에 일찍 내려와 다같이 모여 실험을 구상하고, 참여하면서 최대한 연구 진도가 늦지 않게끔 했다. 실험일정을 제외하고도 일주일에 한 번씩은 모여 진행 상황을 공유하고 한 달 내의 단기적인 목표와 일 년치 장기적인 목표를 수립 및 보완했다. 덕분에 프로토타입을 예상보다 일찍 만들 수 있었고, 여러 공모전에 참여해 수상도 할 수 있었다. 일 년이라는 짧지 않은 시간동안 노력해서 얻은 결과인 만큼, 가능한 여러 곳에 보여주며 자랑하고, 노력에 맞는 결과를 얻어 성취감을 느끼는 것 역시 중요하다고 생각한다. 일찍부터 목표로 하는 공모전, 대회 등을 미리 정해두면 연구 일정을 맞추고 팀원들끼리 서로의 사기를 복돋아주는 데에 큰 도움이 될 것 같다. 

 

여지원 기자  yeojw2000@dgist.ac.kr