프로그래머블 파이버, 군복에 전력·데이터 전송·건강 모니터링 통합

군복에서 데이터를 전송할 수 있는 프로그래머블 파이버가 개발되었습니다. 이 파이버는 전력을 생성하고, 착용자의 생리 및 환경 노출에 관한 핵심 정보를 제공하며, 위치를 팀에 알리고, 부상 시 경보를 보냅니다. 궁극적으로 이 기술이 적용된 군복은 센서에 전력을 공급하고, 수집된 데이터를 저장·분석하며, 외부 소스로 데이터를 전송할 수 있게 됩니다.

연구자들은 수백 개의 정사각형 실리콘 마이크로스케일 디지털 칩을 프리폼에 넣어 폴리머 파이버를 만들었습니다. 폴리머 흐름을 정밀 제어해 수십 미터 길이에서 칩 간 연속적인 전기 연결을 갖는 파이버를 구현했습니다.

지금까지 전자 파이버는 아날로그 방식이어서 연속적인 전기 신호를 전달했습니다. 디지털 방식에서는 정보의 이산적 비트를 0과 1로 인코딩하고 처리할 수 있습니다.

파이버 자체는 얇고 유연해 바늘 구멍을 통과할 수 있고, 직물에 꿰맬 수 있으며, 최소 10회 세탁에도 분해되지 않습니다. 디지털 파이버는 인체 내 숨겨진 패턴의 맥락을 밝혀내 신체 수행 모니터링, 의료 추론, 조기 질병 탐지에 활용될 수 있습니다.

디지털 파이버는 메모리에 대량 정보를 저장할 수도 있습니다. 연구자들은 767킬로비트 풀컬러 단편 영화 파일과 0.48메가바이트 음악 파일을 파이버에 쓰고, 저장하고, 읽는 데 성공했습니다. 파일은 전원 없이 2개월간 보존 가능합니다.

파이버 메모리 내에는 1,650개 연결의 신경망도 포함돼 있습니다. 셔츠 겨드랑이 부분에 파이버를 꿰매고, 셔츠 착용자의 체표 온도 데이터 270분치를 수집해 다양한 신체 활동과의 대응을 분석했습니다. 이 데이터로 학습시킨 파이버는 착용자가 어떤 활동을 하는지 96% 정확도로 판별했습니다.

이 파이버는 호흡 저하나 부정맥 같은 건강 변화를 실시간으로 감지해 병사를 경고하거나, 훈련 중 근육 활성화·심박수 데이터를 제공할 수 있습니다. 또한 병사가 노출된 독소 종류, 노출 시간, 생리적 영향을 모니터링할 수도 있습니다.

파이버는 소형 외부 장치로 제어되므로, 다음 단계는 파이버 내부에 연결될 마이크로컨트롤러 칩을 새로 설계하는 것입니다.