KR20230013218A - 웨어러블 디바이스 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 웨어러블 디바이스는, 통신부, 체액의 전도도를 측정하는 체액 센서, 그리고 상기 전도도의 급변 빈도에 대응하여 상기 전도도 데이터를 외부 디바이스에 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

웨어러블 디바이스 및 그 제어방법{WEARABLE DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 개시는 웨어러블 디바이스 및 그 제어방법에 관한 것이다.
사물과 사물 혹은 사물과 사람이 서로 연결되는 사물 인터넷 시대가 도래하면서 웨어러블 디바이스의 역할은 더욱 강조되고 있다. 이러한 추세에 맞추어 신체와 외부 환경 사이에 상호 작용을 측정하기 위한 웨어러블 디바이스가 연구되고 있다.
생체 정보를 비 침습적, 장기적으로 측정하고, 이를 바탕으로 개인의 건강을 효율적으로 관리하고 치료에 적응하는 맞춤형 기술은, 미래의 의료 및 건강 관리 산업의 패러다임을 바꿀 수 있는 기술로 각광받고 있다. 최근에는 특히, 피부에 부착하여 생체 신호를 모니터링 할 수 있는 피부 부착형 디바이스에 대한 연구 또한 활발히 진행되고 있다. 생체 신호는 생체 의료 기기를 위한 중요한 정보를 제공하며, 넓은 영역의 다중 포인트로부터 개별적인 신호들을 얻기 위해서는 필수적으로 다중 생체 센서가 요구된다.
이러한 웨어러블 디바이스는 소형화, 경량화를 위해 배터리 용량에 한계가 있다. 또한 사용자의 신체적 상태를 모니터링하고, 적절한 경우, 웨어러블 디바이스의 특정한 기능을 활성화하는 적절한 시스템이 없다.
본 개시는 전력 소모를 감소시키는 웨어러블 디바이스 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
본 개시는 저장 용량이 절감된 웨어러블 디바이스 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
본 개시는 데이터 처리 효율을 증가시키는 웨어러블 디바이스 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
본 개시는 사용자의 신체적 상태에 적응적인 웨어러블 디바이스 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스는 통신부, 체액의 전도도를 측정하는 체액 센서, 그리고 전도도의 급변 빈도에 대응하여 전도도 데이터를 외부 디바이스에 전송하도록 통신부를 제어하는 제어부를 포함한다.
제어부는 전도도의 급변 빈도와 전도도의 급변 시 최댓값과 최솟값을 전도도 데이터로서 외부 디바이스에 전송하도록 통신부를 제어할 수 있다.
제어부는 전도도의 급변 빈도가 증가하면, 전도도의 급변 빈도가 증가한 때로부터 측정된 전체 전도도 값을 전도도 데이터에 더 포함시켜 외부 디바이스에 전송하도록 통신부를 제어할 수 있다.
웨어러블 디바이스는 심전도(ECG) 및 근전도(EMG) 중 적어도 하나를 모니터링하는 생체 전기 센서를 더 포함할 수 있다.
제어부는 전도도의 급변 빈도에 대응하여 심전도(ECG) 및 근전도(EMG) 중 적어도 하나에 대한 모니터링을 개시하도록, 생체 전기 센서를 제어할 수 있다.
제어부는 생체 전기 센서에 의해 측정된 심전도 고선의 R 피크 데이터를 추출하여 외부 디바이스에 전송하도록 통신부를 제어하고, 유량이 증가하면, 심전도 곡선을 외부 디바이스에 전송하도록 통신부를 제어할 수 있다.
웨어러블 디바이스는 맥박을 모니터링하는 맥박 센서를 더 포함할 수 있다.
제어부는 전도도의 급변 빈도에 대응하여 맥박에 대한 모니터링을 개시하도록, 맥박 센서를 제어할 수 있다.
제어부는 전도도의 급변 빈도가 증가하면, 맥박 데이터를 외부 디바이스에 전송하도록 통신부를 제어할 수 있다.
체액 센서는, 서로 반대 방향을 향하는 제1 면과 제2 면을 가지며, 제1 면으로부터 제2 면까지 두께방향으로 관통된 개구를 포함하는 개구 형성층, 개구의 내벽면에 형성되는 복수의 전극, 및 개구 형성층의 제2 면에 적층되어 개구를 덮도록 형성된 친수성 층을 포함할 수 있다.
복수의 전극 각각은 내벽면에서 제1 면으로부터 제2 면까지 연장되어 있다.
복수의 전극 각각은 내벽면에서, 제1 면으로부터 소정 높이에 위치할 수 있다.
복수의 전극 중 어느 하나는 체액 내의 특정 물질을 검출하는 전극을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 제어방법은 체액 센서가 체액의 전도도를 측정하는 단계, 그리고 전도도의 급변 빈도에 대응하여 외부 디바이스에 체액의 전도도 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.
체액의 전도도 데이터를 전송하는 단계는, 전도도의 급변 빈도와 전도도의 최댓값 및 최솟값을 전도도 데이터로서 외부 디바이스에 전송하는 단계, 또는 전도도의 급변 빈도가 증가하면, 전도도의 급변 빈도가 증가한 때로부터 측정된 전체 전도도 값, 전도도의 급변 빈도, 및 전도도의 최댓값 및 최솟값을 전도도 데이터로서 외부 디바이스에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
생체 전기 센서가 전도도의 급변 빈도에 대응하여 심전도(ECG) 및 근전도(EMG) 중 적어도 하나에 대한 모니터링을 개시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
생체 전기 센서가 심전도(ECG)에 대해 모니터링하는 단계, 그리고 1) 심전도 고선의 R 피크 데이터를 추출하여 외부 디바이스에 전송하는 단계, 또는 2) 전도도의 급변 빈도가 증가하면, 생체 전기 센서에 의해 측정된 심전도 곡선을 외부 디바이스에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
맥박 센서가 전도도의 급변 빈도에 대응하여 맥박에 대해 모니터링을 개시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
맥박 센서가 맥박에 대해 모니터링하는 단계, 그리고 전도도의 급변 빈도가 증가하면, 맥박 데이터를 외부 디바이스에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
체액 센서는, 서로 반대 방향을 향하는 제1 면과 제2 면을 가지며, 제1 면으로부터 제2 면까지 두께방향으로 관통된 개구를 포함하는 개구 형성층, 개구의 내벽면에 형성되는 복수의 전극, 및 개구 형성층의 제2 면에 적층되어 개구를 덮도록 형성된 친수성 층을 포함하고, 체액 센서가 체액의 전도도를 측정하는 단계는, 복수의 전극을 통해 흐르는 전류를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
체액의 전도도로부터 체액의 유량을 산출하는 단계는, 전도도가 급변하는 빈도, 개구의 체적, 및 전도도 값을 사용하여 체액의 유량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 시스템은 웨어러블 디바이스, 그리고 웨어러블 디바이스로부터 수신된 데이터를 출력하는 전자 디바이스를 포함한다.
웨어러블 디바이스는 전도도의 급변 빈도가 증가하면, 전도도가 급변할 때마다 전도도 데이터를 전자 디바이스에 전송하고, 전자 디바이스는 전도도 데이터를 수신하는 시점을 사용하여 체액의 유량을 측정할 수 있다.
웨어러블 디바이스는 전도도의 최댓값을 전도도 데이터로서 전자 디바이스에 전송하고, 전자 디바이스는 전도도의 최댓값을 사용하여 체액의 이온 농도를 산출할 수 있다.
본 개시에 따르면, 웨어러블 디바이스의 사용 시간이 증가될 수 있다.
본 개시에 따르면, 웨어러블 디바이스가 소형화되고 박형화될 수 있다.
본 개시에 따르면, 체액의 수집과 제거를 용이하게 하여 사용자의 생체 신호를 장시간 지속적으로 획득할 수 있다.
본 개시에 따르면, 사용자의 신체적 상태에 따른 데이터 수집이 용이한 장점이 있다.
본 개시에 따르면, 적은 용량의 메모리에 따른 제조 비용 절감의 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스 및 전자 디바이스를 나타낸 예시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스 및 전자 디바이스를 나타낸 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 착용한 예를 나타낸 예시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 센서의 체액 수집에 따른 어드미턴스 측정 값을 나타낸 그래프이다.
도 5 내지 도 7은 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 센서의 체액 수집의 예들을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 8 내지 도 11은 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 센서의 체액 수집에 따른 어드미턴스 측정 값의 변화를 나타낸 그래프들이다.
도 12는 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 센서의 일례의 일부분을 도시한 분해 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시한 체액 센서의 일부분을 결합하여 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
도 14는 도 12에 도시한 체액 센서의 일부분을 결합하여 전극 연결 구성을 함께 도시한 평면도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 센서의 다른 예의 일부분을 도시한 분해 사시도이다.
도 16은 도 15에 도시한 체액 센서의 일부분을 결합하여 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
도 17은 도 15에 도시한 체액 센서의 일부분을 결합하여 전극 연결 구성을 함께 도시한 평면도이다.
도 18은 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 센서의 또 다른 예의 일부분을 도시한 분해 사시도이다.
도 19는 도 18에 도시한 체액 센서의 일부분을 결합하여 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
도 20은 도 19에 도시한 체액 센서의 체액 수집에 따른 어드미턴스 측정 값의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 21은 도 18에 도시한 체액 센서의 일부분을 결합하여 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
도 22는 도 21에 도시한 체액 센서의 체액 수집에 따른 어드미턴스 측정 값의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 23은 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 센서의 또 다른 예의 일부분을 도시한 분해 사시도이다.
도 24는 도 23에 도시한 체액 센서의 일부분을 결합하여 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
도 25는 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 26은 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 수집에 따른 어드미턴스 실제 측정 값을 나타낸 그래프이다.
도 27은 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 수집에 따른 어드미턴스 실제 측정 값과 최댓값과 최솟값을 무선 전송하여 모바일 기기에서 수집된 데이터를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다. 또한, 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
명세서 전체에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "연결된다"라고 할 때, 이는 둘 이상의 구성요소가 직접적으로 연결되는 것만을 의미하는 것이 아니고, 둘 이상의 구성요소가 다른 구성요소를 통하여 간접적으로 연결되는 것, 물리적으로 연결되는 것뿐만 아니라 전기적으로 연결되는 것, 또는 위치나 기능에 따라 상이한 명칭들로 지칭되었으나 일체인 것을 의미할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스 및 전자 디바이스를 나타낸 예시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 웨어러블 디바이스(10)는 사용자의 피부(S)에 접촉할 수 있다. 웨어러블 디바이스(10)는 유선 및/또는 무선 접속을 통해 전자 디바이스(20)와 직접 통신할 수 있다. 또한 웨어러블 디바이스(10)는 유선 및/또는 무선 접속을 통해 네트워크와 통신할 수 있다. 웨어러블 디바이스(10)는 유선 및/또는 무선 접속을 통해 또는 네트워크를 통해 전자 디바이스(20)와 통신할 수 있다.
웨어러블 디바이스(10)는 웨어러블 디바이스(10)를 착용하고 있는 사용자의 하나 이상의 생물학적 또는 생리학적 특성에 기초하여 동작을 수행할 수 있다. 하나 이상의 센서, 프로세서, 및 프로세서 상에서 실행가능한 코드를 이용하여, 웨어러블 디바이스(10)는, 성별, 체중, 신장, 체온, 피부 온도, 심박수, 호흡, 혈당 레벨, 혈중 글루코스 레벨, 스트레스/피로, 전기 피부 반응, 섭취 (단백질), 소화율, 대사율, 혈액 화학검사(blood chemistry), 땀, 심부 및 피부 온도, 바이탈 사인, 안구 건조, 충치, 잇몸 질환, 에너지 저장, 칼로리 연소 속도, 정신적 각성, 심장 리듬, 수면 패턴, 카페인 함량, 비타민 함량, 수화(hydration), 혈중 산소 포화도, 혈액 코르티졸 레벨, 혈압, 콜레스테롤, 젖산 레벨, 체지방, 단백질 레벨, 호르몬 레벨, 근육량, pH 등의, 착용자의 신체적 특성을 포함하나 이것으로 제한되지 않는 특성들을 감지 및 처리하도록 구성될 수 있다. 이러한 상태는 또한, 자세(예를 들어, 복와위, 직립), 움직임, 또는 신체적 상태(예를 들어, 수면, 운동) 등을 포함할 수 있지만, 이것으로 제한되지 않는다.
웨어러블 디바이스(10)는, 햅틱 출력 디바이스(예를 들어, 오프셋 모터, 전기활성 폴리머, 용량성 전압 발생기, 펠티에 온도 요소, 수축 재료, 점자 코딩 액츄에이터(braille coding actuators)), 원격 측정 디바이스, 시각적 디바이스, 가청 디바이스, 및 다른 출력 디바이스를 포함한 그러나 이것으로 제한되지 않는 하나 이상의 출력 디바이스를 포함할 수 있다.
웨어러블 디바이스(10)는, 웨어러블 디바이스(10)가 개별 착용자를 학습하고 이에 적합화될 수 있도록 인공 지능을 포함할 수 있다. 웨어러블 디바이스(10)는, 잘못된(우연한, 의도하지 않은 등) 입력과 유효한 센서 입력을 정확히 구분하도록 구성될 수 있어서, 착용자의 신체적 상태 또는 특성에 대한 정확한 결론을 내릴 수 있다(예를 들어, 웨어러블 디바이스(10)는 수면 중에 굴러다니는 착용자를 운동하는 착용자로서 해석하지 않는다). 웨어러블 디바이스(10)는 또한, 하나 이상의 카메라 또는 얼굴, 사용자, 또는 다른 이미지 인식을 위한 다른 시각적 센서를 포함할 수 있다. 웨어러블 디바이스(10)는 또한, 착용자의 디지털 건강 이력에 정보를 송신하고 및/또는 이로부터 정보를 검색하도록 구성될 수 있다.
웨어러블 디바이스(10)는, 디바이스의 특정한 피쳐 및 기능에 따라, 사용자에게, 다른 웨어러블 디바이스(10)에, 전자 디바이스(20)에, 또는 네트워크에 정보를 출력하도록 구성될 수 있다.
전자 디바이스(20)는, 프로세서, 연관된 운영 체제, 및 통신 인터페이스를 갖춘 임의의 통상의 "스마트" 디바이스일 수 있다. 전자 디바이스(20)는 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 및 셋톱 박스를 포함할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스 및 전자 디바이스를 나타낸 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 웨어러블 디바이스(10)는 체액 센서(110), 생체 전기 센서(112), 맥박 센서(114)와 같은 생물학적 또는 생리학적 특성 검출하는 센서와, 무선 통신부(120), 메모리(130), 전원 공급부(140), 및 제어부(150)를 포함한다.
체액 센서(110)는 사용자의 체액을 검출할 수 있다. 체액 센서(110)는 사용자의 피부(S)로부터 배출되는 체액을 분석하기 위한 센서이다. 체액 센서(110)는, 예를 들어, 사용자의 피부의 땀샘을 통한 발한을 통해 배출되는 땀에 대한 검출 및 모니터링을 수행할 수 있다.
체액 센서(110)는 사용자의 피부로부터 멀어지는 방향으로 체액이 배출되도록 하는 적어도 하나의 개구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 피부의 땀샘을 통해 땀이 배출되면, 체액 센서(110)의 개구는 사용자의 피부의 땀샘을 통해 배출된 땀이 이동하는 통로로 사용될 수 있다.
체액 센서(110)는 개구에 존재하는 사용자의 체액을 통해 흐르는 전류를 감지하기 위한 전극을 포함할 수 있다.
사용자의 피부의 땀샘을 통해 배출된 땀이 개구를 통해 이동하는 동안, 체액 센서(110)의 전극은 땀을 통해 흐르는 전류를 감지할 수 있다. 체액 센서(110)가 감지한 땀을 통해 흐르는 전류는, 이후 센싱 데이터의 생성에 사용될 수 있다.
개구는 사용자의 피부의 땀샘을 통해 배출된 땀이 사용자의 피부로부터 멀어지는 방향으로 효과적으로 이동하여 배출될 수 있는 소정의 형태를 가질 수 있다. 또한 개구는 땀을 통해 흐르는 전류를 효과적으로 감지할 수 있는 소정의 형태를 가질 수 있다. 개구는, 예를 들어, 피부 부착면으로부터 멀어질수록 둘레가 감소하는 형태를 가질 수 있다.
생체 전기 센서(112)는 사용자의 전기 생리학적 신호를 모니터링할 수 있다. 생체 전기 센서(112)는, 예를 들어, 사용자의 신체에 흐르는 미세 전류를 감지하여, 심전도(ECG) 및 근전도(EMG) 중 적어도 하나에 대한 검출 및 모니터링을 수행할 수 있다.
생체 전기 센서(112)는 하부가 사용자의 피부와 접촉되어, 사용자의 피부로부터 발생되는 수분을 흡수하는 하이드로젤(hydrogel)을 포함할 수 있다.
하이드로젤(hydrogel)은 수화젤이라고도 하며, 수용성 고분자가 물리적(수소결합, 반데르 발스 힘, 소수성 상호작용, 혹은 고분자의 결정) 혹은 화학적(공유결합)인 결합에 의해 3차원의 가교를 형성하고 있는 망상구조로, 수상환경에서 용해되지 않고 내부에 포어(pore)가 있어 상당한 양의 물을 함유할 수 있는 물질을 의미할 수 있다.
본 개시의 생체 전기 센서에 사용될 수 있는 하이드로젤은 생체의 전기적 신호를 전달할 수 있는 전도성 하이드로젤로서, 심전도(ECG) 전극, 뇌전도(EEG) 전극, 근전도(EMG) 전극, 경피적 전기 신경자극기(TENS) 전극, 고주파 수술기(ESU) 접지 전극 등과 같은 의료기구용 전극으로 사용될 수 있는 소재이다.
하이드로젤은 다양한 수용성 고분자로부터 만들어질 수 있기 때문에 여러 가지 화학적 조성과 물성을 갖는다. 또한 가공이 용이하여, 응용에 따라 다양한 형태로 변형할 수 있는 장점이 있다.
특정 양의 수분을 포함하고 있는 하이드로젤은, 사용자의 피부로부터 발생되는 수분을 흡수하여 부피가 상대적으로 증가할 수 있다. 반대로, 소정의 양의 수분을 포함하고 있는 하이드로젤은, 하이드로젤의 표면을 통해 수분이 증발됨에 따라 부피가 상대적으로 감소할 수 있다.
생체 전기 센서(112)는 사용자의 피부로부터 하이드로젤을 통해 흐르는 전류를 감지하기 위한 전극을 포함할 수 있다. 사용자의 피부를 통해 배출된 수분이 하이드로젤에 흡수되는 동안, 생체 전기 센서(112)의 전극은 사용자의 피부로부터 하이드로젤을 통해 흐르는 전류를 감지할 수 있다. 생체 전기 센서(112)가 감지한 전류는 이후 센싱 데이터의 생성에 사용될 수 있다.
생체 전기 센서(112)는 하이드로젤의 상부와 접촉되는 탄성체 멤브레인을 포함할 수 있다. 탄성체 멤브레인은 적어도 하나의 개구부를 포함할 수 있다. 하이드로젤의 부피가 증가함에 따라, 각 개구부의 둘레는 신장되어 하이드로젤에 흡수된 수분을 배출할 수 있다.
맥박 센서(114), 사용자의 맥박을 모니터링할 수 있다. 맥박 센서(114)는, 예를 들어, 맥박이 뛰는 위치에 접하는 피부의 변화를 감지하는 스트레인 센서(strain sensor) 또는 압력 센서(pressure sensor)를 포함할 수 있다.
스트레인 센서는 기계적인 미세한 변화(strain)를, 전기신호로 변환해서 검출하는 센서(Sensor)이다. 예를 들어, 스트레인 센서를 사용자의 피부 표면에 부착해두면, 피부 표면에서 생기는 미세한 치수의 변화를 측정하는 것이 가능해지고, 측정된 변화의 크기 및 주기로부터 사용자의 맥박이 획득될 수 있다.
압력 센서는 센서에 인가되는 압력의 미세한 변화를 전기신호로 변환해서 검출하는 센서(sensor)이다. 예를 들어, 맥박의 경우 수~십 kPa 수준의 압력을 소자에 인가할 수 있으므로 압력 센서를 사용자가 피부 표면에 부착해두면 맥박에 의한 미세한 압력 변화를 측정하는 것이 가능해지고, 측정된 변화의 크기 및 주기로부터 사용자의 맥박이 획득될 수 있다.
이외에도, 웨어러블 디바이스(10)는 혈당, 스트레스, 피로, 불안, 각성, 심박수, 전기 피부 반응, 체중, 영양, 소화율, 대사율, 체온, 피부 온도, 호흡, 알레르기, 수면 패턴, 수화, 약물 레벨, 땀 생성 및 혈액 분석 중 적어도 하나를 수행할 수 있는 생물학적 센서와 가속도계, 온도 센서, 고도 센서, 모션 센서, 위치 센서, 및 여기서 설명된 기능을 수행하는 다른 센서를 포함할 수 있지만, 이것으로 제한되지 않는다.
통상의 무선 통신부(120)(예를 들어, 송신기 또는 수신기 또는 트랜시버)은, 여기서 설명된 스마트 착용형 디바이스의 기능들 중 하나 이상을 수행하기 위해 필요하다면 포함될 수 있다. 제공될 수 있는 무선 통신 능력의 예로서는, 블루투스, Wi-Fi, 적외선, 셀룰러, 및 근접장 통신이 포함되지만, 이것으로 제한되지 않는다.
메모리(130)는, 임의의 적절한 통상의 RAM 유형 메모리 및/또는 ROM 유형 메모리를 포함할 수 있다.
전원 공급부(140)는 제어부(150)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 웨어러블 디바이스(10)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원 공급부(140)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
제어부(150)는, 임의의 적절한 통상의 프로세서일 수 있다. 제어부(150)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 웨어러블 디바이스(10)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(150)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(130)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(150)는 메모리(130)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 2와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(150)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 웨어러블 디바이스(10)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
이외에도 웨어러블 디바이스는 외부 전자 디바이스(20) 및/또는 네트워크와 통신할 수 있는 인터페이스 유닛을 포함할 수 있다.
다음으로 도 3을 참조하여 웨어러블 디바이스가 착용되는 점에 대해 더 구체적으로 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 착용한 예를 나타낸 예시도이다.
도 3을 참조하면, 웨어러블 디바이스(10)는 사용자(1)의 신체에 부착될 수 있다. 웨어러블 디바이스(10)는 측정 또는 검출하고자 하는 대상에 따라 사용자의 신체 표면 중 일부에 자유롭게 부착될 수 있다.
예를 들어, 웨어러블 디바이스(10)는 사용자(1)의 팔에 부착되어, 사용자(1)의 근전도 측정 및 체액 검출에 사용될 수 있다(101). 웨어러블 디바이스(10)는 사용자(1)의 가슴에 부착되어, 사용자(1)의 심전도 측정 및 체액 검출에 사용될 수 있다(102). 웨어러블 디바이스(10)는 사용자(1)의 손목에 부착되어, 사용자(1)의 맥박 측정 및 체액 검출에 사용될 수 있다(103).
이외에도 웨어러블 디바이스(10)는 사용자(1)의 피부와 접촉할 수 있는, 손 착용 디바이스, 손가락 착용 디바이스, 손목 착용 디바이스, 머리 착용 디바이스, 팔 착용 디바이스, 다리 착용 디바이스, 발목 착용 디바이스, 발 착용 디바이스, 발가락 착용 디바이스, 손목시계, 안경, 반지, 팔찌, 목걸이, 보석류, 의류, 신발, 모자, 콘택트 렌즈, 장갑 등으로 구현될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
도 4는 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 센서의 체액 수집에 따른 어드미턴스 측정 값을 나타낸 그래프이고, 도 5 내지 도 7은 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 센서의 체액 수집의 예들을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 4를 참조하면, 사용자(1)의 체액(예를 들어, 땀)이 피부(S)에서 분비됨에 따라, 체액 센서(110)에 의해 측정되는 어드미턴스(admittance)가 증가(A0 - A1 - A2 - A3)하고, 이후 체액이 배출되면 어드미턴스가 급격히 하락한다(t3). 여기서 체액 센서(110)는 체액의 어드미턴스를 측정하는 것으로 설명하나, 체액 센서(110)는 체액 분비량, 체액 내의 이온 농도 등을 두 전극 사이의 전도도를 측정하기 위한 단위로써 측정할 수 있으며, 이외에도 임피던스, 저항 등으로써 전도도를 측정할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
도 5는 t1에서의 체액을 포집한 체액 센서(110)를 도시한다. 체액은 피부(S)로부터 배출되고, 체액 센서(110)의 제1 면(502)을 통해 개구(506)로 포집될 수 있다.
개구(506)는 제1 면(502)으로부터 제2 면(504)까지 두께 방향으로 관통될 수 있다. 여기서 제1 면(502)은 사용자(1)의 피부(S)에 부착되는 면이 되고, 제2 면(504)은 외부를 향하는 면이 될 수 있다. 따라서 개구(506)는 피부(S)에 부착되는 제1 면(502)으로부터 수집된 땀이 제2 면(504)으로 배출되는 통로를 제공할 수 있다.
개구(506) 내의 내벽면에는 서로 이격되어 있는 복수의 전극(510, 512)이 위치할 수 있다. 이하의 도면에서는 개구(506)의 내벽면에서 전류를 측정하기 위한 두 전극(510, 512)이 서로 대향하도록 위치하는 것으로 도시하였으나, 두 전극(510, 512)은 서로 인접하여 위치할 수도 있으며, 개구(506)의 내벽면 내에서의 전극 배치는 제한되지 않는다.
체액 센서(110)는 개구(506)에 존재하는 체액의 높이 증가에 기초하여 사용자의 피부(S)의 체액 배출량을 결정할 수 있다. 체액 센서의 전극(510, 512)은 나노네트워크 구조를 가질 수 있으며, 나노네트워크 구조는 높은 capacitance를 가짐으로써 체액 변화에 따른 전류 변화가 커 더욱 민감한 체액 센서를 구현할 수 있다.
체액 센서(110)는 두 전극(510, 512)과 개구(506) 내에 포집된 체액을 통해 흐르는 전류를 측정함으로서 어드미턴스(A1)를 측정할 수 있다. 도 6은 t2에서의 체액을 포집한 체액 센서(110)를 도시한다. 개구(506) 내에 존재하는 체액의 높이는 시간의 흐름 내지는 사용자(1)의 신체 상태에 따라 증가할 수 있다. 체액은 체액 센서(110)의 제2 면(504)을 향해 높이가 증가한다.
체액이 개구(506) 내에 점차 포집되어, 개구(506) 내의 체액의 양이 증가함에 따라, 두 전극(510, 512)에 의해 측정된 어드미턴스의 값이 A1에서 A2로 증가하고, A2에서 A3로 증가한다. 개구(506) 내에 포집된 체액이 제거되기 전에 어드미턴스의 최댓값(A3)이 측정된다.
도 7은 t3에서의 체액이 배출된 후의 체액 센서(110)를 도시한다. 개구(506) 내의 체액은 제2 면(504)을 통해 개구(506)의 외부로 배출된다. 그러면 측정된 어드미턴스의 값이 최솟값(A0)으로 급격하게 하락한다. 여기서 최솟값(A0)은 체액의 이온 농도에 따라 상이한 값으로 측정될 수 있다. 예를 들어, 체액의 이온 농도가 높을 때의 최솟값(A0)은 체액의 이온 농도가 낮을 때의 최솟값(A0)보다 더 크다. 또한, 최솟값(A0)은 개구(506) 내에 남아있는 체액의 양에 따라 상이한 값으로 측정될 수 있다. 예를 들어, 개구(506) 내에 남아있는 체액의 양이 많을수록 최솟값(A0)의 크기가 더 크다. 또한, 개구(506) 내에 남아있는 체액이 없으면 최솟값(A0)은 0으로 측정될 수도 있다.
체액이 배출됨에 따라 어드미턴스의 급격한 변화가 발생한다. 이를 통해, 체액 센서(110)에 의해 측정된 어드미턴스가 급격하게 변화하는 때마다, 개구(506)의 체적(또는 개구(506)의 체적 미만의 소정 체적)만큼 체액이 배출된 것으로 체액의 유량이 산출될 수 있다. 구체적으로, 최댓값(A3)과 최솟값(A0)의 차이와 최댓값(A3)의 비율과 개구(506)의 체적을 통해 체액의 유량이 산출될 수 있다. 예를 들어, 현재 어드미턴스의 급변 시 측정된 최댓값(A3)이 3000(S)이고, 최솟값(A0)이 600(S)인 경우, 최댓값(A3)과 최솟값(A0)의 차이는 2400(S)이다. 이는 최댓값(A3)의 80%로서, 현재 어드미턴스의 급변 시 배출된 체액의 유량은 개구(506)의 체적의 80%의 체적으로 산출될 수 있다. 따라서, 체액의 급변 시 최댓값과 최솟값이 측정되면, 이러한 값에 기초하여 제어부(150) 또는 전자 디바이스(20)는 체액의 급변 빈도와 체액의 유량을 산출할 수 있다.
또한, 제어부(150)는 체액 센서(110)에 의해 측정된 어드미턴스가 급격하게 변화하는 때마다, 체액의 유량을 산출할 수 있다. 또는 외부 전자 디바이스(20)는 체액 센서(110)에 의해 측정된 어드미턴스가 급격하게 변화하는 때마다, 웨어러블 디바이스(10)으로부터 신호를 수신하고, 신호를 수신하는 타이밍을 사용하여 체액의 유량을 산출할 수 있다. 이때, 웨어러블 디바이스(10)는 어드미턴스가 급격하게 변화하는 타이밍 전후로 측정된 어드미턴스의 최댓값(A3)과 최솟값(A0)을 신호로서 외부 전자 디바이스(20)에 전송할 수 있다. 또한, 웨어러블 디바이스(10)는 어드미턴스의 최댓값 및 최댓값과 최솟값과의 차이 값(A3-A0)과 최댓값(A3)의 비율(A3/(A3-A0))을 신호로서 외부 전자 디바이스(20)에 전송할 수도 있다.
측정된 어드미턴스의 변화와 관련하여 도 8 내지 도 11을 참조하여 설명한다.
도 8 내지 도 11은 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 센서의 체액 수집에 따른 어드미턴스 측정 값의 변화를 나타낸 그래프들이다.
도 8 및 도 9는, 도 10 및 도 11에서에 비해 땀 이온 농도가 높을 때 어드미턴스의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8 및 도 10은, 도 9 및 도 11에서에 비해 체액 분비가 적을 때 어드미턴스의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8에서의 체액이 포집되어 배출되기 까지의 기간(ta1 내지 tb1, ??, ta5 내지 tb5)이 도 9에서의 체액이 포집되어 배출되기 까지의 기간(tc1 내지 td1, ??, tc9 내지 td9)보다 더 길다. 즉, 체액 분비가 많을 때, 체액이 포집되어 배출되기 까지의 기간이 짧다. 또한, 체액 분비가 많을 때, 동일한 시구간 동안(tb5 = td9으로 가정함) 어드미턴스가 급격히 변화하는 횟수(도 8에서 5회, 도 9에서 9회)가 많다.
마찬가지로, 도 10에서의 체액이 포집되어 배출되기 까지의 기간(te1 내지 tf1, ??, te5 내지 tf5)이 도 11에서의 체액이 포집되어 배출되기 까지의 기간(tg1 내지 th1, ??, tg9 내지 th9)보다 더 길다. 즉, 체액 분비가 많을 때, 체액이 포집되어 배출되기 까지의 기간이 짧다. 또한, 체액 분비가 많을 때, 동일한 시구간 동안(tf5 = th9으로 가정함) 어드미턴스가 급격히 변화하는 횟수(도 10에서 5회, 도 11에서 9회)가 많다.
또한, 도 8 및 도 9와 도 10 및 도 11에서 비교한 바와 같이, 체액의 성분에 따라 어드미턴스의 최댓값이 상이하다. 즉, 체액의 이온 농도가 낮을 때(도 10 및 도 11)의 어드미턴스의 최댓값은 체액의 이온 농도가 높을 때(도 8 및 도 9)의 어드미턴스의 최댓값보다 더 낮다.
즉, 어드미턴스가 급격히 변화하는 때 측정된 어드미턴스의 최댓값을 사용하여, 제어부(150)는 체액의 이온 농도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(150)는 어드미턴스의 최댓값과 이온 농도와의 상관도를 사용하여, 이온 농도를 추정할 수 있다. 즉, 어드미턴스의 최댓값이 측정될 때, 개구(506) 내의 체액의 부피는 항상 일정할 것이므로, 어드미턴스의 급변 시에 측정된 최댓값으로써 각각의 측정에서의 이온 농도의 변화를 추정할 수 있다.
다음으로, 도 12 내지 도 22를 참조하여 웨어러블 디바이스의 체액 센서에 대해 구체적으로 설명한다.
도 12는 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 센서의 일례의 일부분을 도시한 분해 사시도이고, 도 13은 도 12에 도시한 체액 센서의 일부분을 결합하여 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
도 12 및 도 13를 참조하면, 본 실시예에 따른 체액 센서(110)는 사용자의 피부(S)에 부착되어 사용될 수 있는 웨어러블 디바이스로서, 두께방향으로 관통된 개구(1206)를 포함하는 개구 형성층(1200)과, 개구(1206)의 내벽면에 형성된 전극들(1210, 1212), 그리고 개구 형성층(1200)에 적층된 친수성 층(1220)을 포함한다. 본 실시예에서 친수성 층(1220)은 개구(225)에 대응하도록 관통된 공기 구멍(1225)을 가질 수 있다.
개구 형성층(1200)은 서로 반대 방향을 향하는 제1 면(1202)과 제2 면(1204)을 가지며, 개구(1206)는 제1 면(1202)으로부터 제2 면(1204)까지 두께방향으로 관통될 수 있다. 여기서 제1 면(1202)은 사용자의 피부(S)에 부착되는 면이 되고, 제2 면(1204)은 외부를 향하는 면이 될 수 있다. 따라서 개구(1206)는 피부(S)에 부착되는 제1 면(1202)으로부터 수집된 체액이 제2 면(1204)으로 배출되는 통로를 제공할 수 있다. 개구 형성층(1200)은 일례로 PDMS (Poly(dimethylsiloxane)), Ecoflex®와 같은 실리콘(silicone) 소재, 폴리머, 수지, 폴리이미드 등 인체에 유해하지 않으면서 피부와 함께 구부러질 수 있는 유연한 물질로 이루어질 수 있다.
본 실시예에서 개구(1206)는 제1 면(1202)으로부터 제2 면(1204)으로 갈수록 직경이 좁아지는 원뿔대 형상을 갖도록 구성될 수 있다. 즉, 개구 형성층(1200)의 두께 방향에 수직한 평면으로 자른 개구(1206)의 횡단면의 평면적은 제1 면(1202)에 가까울수록 커지고 제2 면(1204)에 가까울수록 작아질 수 있다. 이와 같이 개구(1206)가 체액 입구인 제1 면(1202) 측으로부터 제2 면(1204) 측으로 갈수록 직경이 감소함에 따라 불용 체적(dead volume)이 감소할 수 있다.
상기에서 개구(1206)는 제1 면(1202)으로부터 제2 면(1204)으로 갈수록 직경이 좁아지는 원뿔대 형상을 갖도록 구성되는 것으로 설명하였으나, 원기둥, 다각기둥, 적어도 일부분이 곡면인 기둥 형태, 배흘림기둥 형태, 각뿔대 형태 적어도 일부분이 곡면이 뿔대 형태 등을 가질 수도 있으며, 그 형태에 제한되지 않는다.
전극들(1210, 1212)은 개구(1206)의 내벽면에 형성되어 체액 성분을 감지할 수 있다. 전극들(1210, 1212)은 체액의 유량이나 생성 속도, 체액의 이온 농도 및 성분을 측정하여 체액의 정량적 또는 정성적 데이터를 수집할 수 있다. 일례로, 전극들(1210, 1212)은 은 나노와이어(Ag NW), 단일벽 탄소나노튜브(SWNT) 등으로 이루어진 나노메쉬 (nano-mesh) 전극 또는 이에 금으로 도금된 나노메쉬 전극, 금 박막 또는 금으로 도금된 도전성 박막을 포함할 수 있다.
전극들(1210, 1212)은 개구(1206)의 내벽면에 형성되며, 소정 높이로 연장될 수 있다. 예를 들어, 전극들(1210, 1212)은 제1 면(1202)으로부터 제2 면(1204)까지 연장될 수 있다. 전극들(1210, 1212)은 개구(1206)의 내벽면의 제1 면(1202)과 제2 면(1204) 사이의 임의의 영역에 위치할 수 있다. 전극들(1210, 1212)은 개구(1206)의 내벽면을 따라 둘러진 형태로 제공될 수 있다.
친수성 층(1220)은 개구 형성층(1200)의 제2 면(1204)에 적층되며, 개구(1206)를 덮도록 형성될 수 있다. 친수성 층(1220)은 친수성 물질을 포함할 수 있다. 따라서 개구(1206)로 수집된 체액이 개구 형성층(1200)의 제2 면(1204)으로 보다 원활하게 배출될 수 있도록 안내될 수 있다. 친수성 층(1220)은 일례로 CNT-PDMS (Carbon Nanotube- Poly(dimethylsiloxane)) 스펀지, 친수성 라텍스 스펀지, 또는 친수성 폴리우레탄 스펀지를 포함할 수 있다. 친수성 층(1220)은 다공성 층일 수 있다. 또는 친수성 층(1220)은 채널이 형성되어 있는 채널 형성층을 포함할 수도 있다. 친수성 층(1220)은 개구 형성층(220)의 제2 면(1204)에 적층되며, 개구(1206)에 대응하도록 관통된 공기 구멍(1225)을 가질 수 있다. 친수성 층(1220)의 공기 구멍(1225)의 평면적은 개구 형성층(1200)의 개구(1206)의 최소 평면적보다 더 작게 형성될 수 있다. 공기 구멍(1225)을 통하여 외부 공기가 개구(1206) 내로 유입될 수 있다.
도 14는 도 12에 도시한 체액 센서의 일부분을 결합하여 전극 연결 구성을 함께 도시한 평면도이다.
도 14를 참조하면, 전극(1212)은 전극(1210)과 개구(1206)의 한 편에서 서로 대향하도록 배치되며 쌍을 이루어 구성될 수 있다. 이처럼 제 전극(1212)은 전극(1210)과 쌍을 이루어 개구(1206) 내에 차오른 체액의 어드미턴스를 측정하고, 농도, 유량, 특정 이온의 농도 등 다양한 정보를 센싱할 수 있다.
개구 형성층(1200)의 개구(1206) 내벽면에 패터닝된 제1 전극(1212), 제2 전극(1210)은 개구 형성층(1200)의 제1 면(1202)에서 일 방향으로 연장되어 형성된 인터커넥션 전극(1210c, 1212c)에 각각 연결될 수 있다. 이러한 인터커넥션 전극(1210c, 1212c)은 외부의 감지 회로와 연결되어 구성되면서 제1 전극(1212)을 제2 전극(1210)과 연결할 수 있다.
다음으로 도 15 내지 도 17을 참조하여 체액 센서의 다른 예에 대해 설명한다.
도 15는 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 센서의 다른 예의 일부분을 도시한 분해 사시도이고, 도 16은 도 15에 도시한 체액 센서의 일부분을 결합하여 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
본 실시예에 따른 체액 센서(110)에 대한 설명 중 도 12 내지 도 14의 실시예에 따른 체액 센서와 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
전극들(1510, 1511, 1512, 1513)은 개구(1506)의 내벽면에 형성되어 땀을 감지할 수 있다. 전극들(1510, 1511, 1512, 1513)은 서로 쌍을 이루어 작동될 수 있다. 예를 들어, 전극(1510)과 전극(1512)이 쌍을 이루어 전류를 측정하고, 전극(1511)과 전극(1513)이 쌍을 이루어 전류를 측정할 수 있다. 이하에서 설명의 편의를 위해, 전극(1510)과 전극(1511)은 기준 전극으로 지칭하고, 전극(1512)과 전극(1513)은 작업 전극으로 지칭한다.
이러한 전극 쌍의 개수는 2개 이상으로 제공될 수 있다. 쌍을 이루는 두 전극 중 어느 하나는 체액 내의 특정 물질을 검출하기 위한 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 쌍을 이루는 두 전극 중 어느 하나는 전극에 표면 처리를 통하여 형성한 이온 선택성 전극(Ion Selective Electrodes, ISE)을 포함할 수 있다. 또한, 쌍을 이루는 두 전극 중 어느 하나는 체액의 특정 물질(예를 들어 글루코오스(glucose)) 검출을 위한 전극을 포함할 수 있다.
상기에서는 하나의 작업 전극에 각각 대응하는 기준 전극이 위치하는 것으로 설명하였으나, 기준 전극은 하나의 전극으로 형성될 수 있다. 이때, 체액 센서(110)는 두 작업 전극 중 하나의 작업 전극과 하나의 기준 전극 쌍으로 작동시켜 전류를 측정할 수 있다.
전극들(1510, 1511, 1512, 1513)은 개구(1506)의 내벽면에 형성되며, 제1 면(1502)으로부터 제2 면(1504)까지 연장될 수 있다. 제1 작업 전극(1512)과 제2 작업 전극(1513)은 개구(1506)의 내벽면 한 쪽에서 서로 간극을 두고 이격되어 형성될 수 있다. 제1 기준 전극(1510)과 제2 기준 전극(1511)은 개구(1506)의 내벽면 다른 한 쪽에서 서로 간극을 두고 이격되어 형성될 수 있다. 따라서 전극들(1510, 1511, 1512, 1513)은 개구(1506)의 내벽면을 따라 둘러진 형태로 제공될 수 있다.
도 17은 도 15에 도시한 체액 센서의 단위 구조를 결합하여 전극 연결 구성을 함께 도시한 평면도이다.
도 17을 참조하면, 제1 작업 전극(1512)은 제1 기준 전극(1510)과 개구(1506)의 한 편에서 서로 대향하도록 배치되며 쌍을 이루고, 제2 작업 전극(1513)은 제2 기준 전극(1511)과 개구(1506)의 다른 한 편에서 서로 대향하도록 배치되며 쌍을 이루어 구성될 수 있다. 이처럼 작업 전극(1512, 1513)은 기준 전극(1510, 1511)과 쌍을 이루어 개구(1506) 내에 차오른 체액의 어드미턴스(admittance)를 측정하고, 작업 전극(1512, 1513)의 다양한 조합에 따라 농도, 유량, 특정 이온의 농도, 글루코오스의 농도 등 다양한 정보를 센싱할 수 있다. 일례로 제1 작업 전극(1512)은 K+ 이온 선택성 전극이 되고 제2 작업 전극(1513)은 Na+ 이온 선택성 전극이 될 수 있다.
개구 형성층(1500)의 개구(1506) 내벽면에 패터닝된 제1 기준 전극(1510), 제2 기준 전극(1511), 제1 작업 전극(1512), 및 제2 작업 전극(1513)은 개구 형성층(1500)의 제1 면(1502)에서 일 방향으로 연장되어 형성된 인터커넥션 전극(1510c, 1511c, 1512c, 1513c)에 각각 연결될 수 있다. 이러한 인터커넥션 전극(1510c, 1511c, 1512c, 1513c)은 외부의 감지 회로와 연결되어 구성되면서 제1 작업 전극(1512)을 제1 기준 전극(1510)과 연결하고, 제2 작업 전극(1513)을 제2 기준 전극(1511)과 연결할 수 있다.
다음으로, 도 18 내지 도 22를 참조하여, 체액 센서의 또 다른 예에 대해 설명한다.
도 18은 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 센서의 또 다른 예의 일부분을 도시한 분해 사시도이고, 도 19 및 도 21 각각은 도 18에 도시한 체액 센서의 일부분을 결합하여 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
본 실시예에 따른 체액 센서(110)에 대한 설명 중 도 12 내지 도 14의 실시예에 따른 체액 센서와 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
도 19의 체액 센서와 도 21의 체액 센서는 서로 별개의 체액 센서의 예로 도시되었다. 도 19의 체액 센서와 도 21의 체액 센서는 하나의 웨어러블 디바이스의 다른 부분에 각각 위치될 수도 있다.
도 19를 참조하면, 전극들(1810, 1812)은 개구(1806)의 내벽면에 형성되어 땀을 감지할 수 있다. 전극들(1810, 1812)은 개구(1806)의 내벽면 상에서, 제1 면(1802)으로부터 제1 높이(h1)로 위치할 수 있다. 두 전극(1810, 1812)의 높이는 동일한 높이로 위치할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 전극들(1810, 1812)은 개구(1806)의 내벽면을 따라 둘러진 형태로 제공될 수 있다.
도 21을 참조하면, 전극들(1814, 1816)도 개구(1806)의 내벽면에 형성되어 땀을 감지할 수 있다. 전극들(1814, 1816)은 개구(1806)의 내벽면 상에서, 제1 면(1802)으로부터 제2 높이(h2)로 위치할 수 있다. 두 전극(1814, 1816)의 높이는 동일한 높이로 위치할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 전극들(1814, 1816)은 개구(1806)의 내벽면을 따라 둘러진 형태로 제공될 수 있다.
하나의 웨어러블 디바이스(10)에 포함된 각각의 체액 센서(110) 내에서 전극들(1810, 1812)과 전극들(1814, 1816)이 위치한 높이(h1, h2)는 서로 상이할 수 있다.
도 20은 도 19에 도시한 체액 센서의 체액 수집에 따른 어드미턴스 측정 값의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 22는 도 21에 도시한 체액 센서의 체액 수집에 따른 어드미턴스 측정 값의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 20을 참조하면, 체액이 개구(1806) 내의 제1 높이(h1)에 도달한 시점(ti1)에 급격히 증가한 어드미턴스(A0에서 A1으로 증가)가 측정된다. 이후 체액 배출에 따라 어드미턴스가 점차적으로 증가하고, tj1 시점에서 체액이 배출된다. 이 경우에도, 제어부(150)는 일정 시구간 동안 어드미턴스가 급감하는 횟수를 카운팅할 수 있다.
도 22를 참조하면, 체액이 개구(1806) 내의 제1 높이(h2)에 도달한 시점(tk1)에 급격히 증가한 어드미턴스(A0에서 A2으로 증가)가 측정된다. 이후 체액 배출에 따라 어드미턴스가 점차적으로 증가하고, tl1 시점에서 체액이 배출된다. 이 경우에도, 제어부(150)는 일정 시구간 동안 어드미턴스가 급감하는 횟수를 카운팅할 수 있다.
동일한 유량의 체액이 배출되는 경우, 도 21의 체액 센서에 비해 도 19의 체액 센서가 체액 검출의 감도가 더 높다. 즉 도 21의 체액 센서에 비해 도 19의 체액 센서가 더 적은 유량의 체액을 검출할 수 있다.
도 23은 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 센서의 또 다른 예의 일부분을 도시한 분해 사시도이고, 도 24는 도 23에 도시한 체액 센서의 일부분을 결합하여 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
전극들(2310, 2312, 2314, 2316)은 개구(2306)의 내벽면에 형성되어 땀을 감지할 수 있다. 전극들(2310, 2312)은 개구(2306)의 내벽면 상에서, 제1 면(2302)으로부터 제1 높이(h1)로 위치할 수 있다. 두 전극(2310, 2312)의 높이는 동일한 높이로 위치할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 전극들(2310, 2312)은 개구(2306)의 내벽면을 따라 둘러진 형태로 제공될 수 있다.
전극들(2314, 2316)은 개구(2306)의 내벽면 상에서, 제1 면(2302)으로부터 제2 높이(h2)로 위치할 수 있다. 두 전극(2314, 2316)의 높이는 동일한 높이로 위치할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 전극들(2314, 2316)은 개구(2306)의 내벽면을 따라 둘러진 형태로 제공될 수 있다.
본 실시예의 체액 센서는 개구(2306) 내에서 제1 높이(h1)와 제2 높이(h2)로 위치한 전극들(2310, 2312, 2314, 2316)을 가지므로, 어드미턴스 변화 내지 웨어러블 디바이스(10)의 상태에 따라 상이한 전극 쌍을 선택하여 어드미턴스를 측정할 수 있다.
체액 센서(110)는 웨어러블 디바이스(10) 내의 다른 센서들(일례로 맥박 센서(114))에 의해 측정된 값이 변하면, 두 전극 쌍 중 어느 하나를 선택하여 어드미턴스를 측정할 수 있다. 예를 들어, 맥박 센서(114)에 의해 측정된 맥박수가 분당 130회 이상이면, 보다 높은 제2 높이(h2)의 전극(2314, 2316)을 구동할 수 있다. 즉, 체액의 배출이 활발한 경우, 높은 위치에 위치한 전극(2314, 2316)을 구동한다. 또한, 맥박 센서(114)에 의해 측정된 맥박수가 분당 130회 미만이면, 보다 낮은 제1 높이(h1)의 전극(2310, 2312)을 구동할 수 있다. 즉, 체액의 배출이 활발하지 못한 경우, 낮은 위치에 위치한 전극(2310, 2312)을 구동한다.
또는 체액 센서(110)는 체액이 제거된 직후에는 제1 높이(h1)의 전극(2310, 2312)과 제2 높이(h2)의 전극(2314, 2316)을 각각 구동하고, 어드미턴스의 값이 상이하면, 제2 높이(h2)의 전극(2314, 2316)을 구동하고, 어드미턴스의 값이 동일하면, 제1 높이(h1)의 전극(2310, 2312)을 구동할 수 있다. 즉 체액이 제거된 후에 체액이 제1 높이(h1) 또는 제2 높이(h2) 이하인지 두 전극 쌍을 이용하여 측정한 후에, 두 전극 쌍 중 어느 하나를 선택하여 어드미턴스를 측정할 수 있다.
제2 높이(h2)의 전극(2314, 2316)의 경우, 체액이 제거된 직전에 측정된 최댓값과 체액이 제거된 직후에 측정된 최솟값의 차이가 제1 높이(h1)의 전극(2310, 2312)에 비해 더 크다. 따라서, 제2 높이(h2)의 전극(2314, 2316)은 제1 높이(h1)의 전극(2310, 2312)에 비해 어드미턴스 변화 정도에 대한 SNR이 더 좋다.
다음으로 도 25 내지 도 27를 참조하여, 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 제어방법에 대해 설명한다.
도 25은 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 25을 참조하면, 웨어러블 디바이스(10)의 체액 센서(110)는 체액 배출에 따른 어드미턴스를 측정하고, 메모리(130)는 체액 센서(110)의 어드미턴스 측정 값을 저장(S2510)한다.
체액 센서(110)에 의해 측정된 어드미턴스는 체액 센서(110) 및/또는 제어부(150) 내에 포함된 ADC 컨버터를 통해 디지털 값으로 변환되어 메모리(130)에 저장될 수 있다.
그러면, 제어부(150)는 어드미턴스가 급변하는 빈도를 산출하고 이를 메모리(130)에 저장(S2520)한다.
제어부(150)는 소정 기간 동안 체액 센서(110)로 측정된 어드미턴스 값이 급감하는 횟수를 사용하여 어드미턴스가 급변하는 빈도를 산출할 수 있다. 그리고 제어부(150)는 어드미턴스가 급변하는 빈도를 사용하여 체액의 유량(예를 들어, 땀의 분비량)을 측정할 수 있다.
제어부(150)는 어드미턴스가 급변하는 빈도의 증감을 판단(S2530)한다. 예를 들어, 어드미턴스가 급변하는 제1 시점과 제2 시점 사이가 140(초)이고, 제2 시점 이후에 어드미턴스가 급변하는 제3 시점과 제2 시점 사이가 20(초)이면 제어부(150)는 어드미턴스가 급변하는 빈도가 증가한 것으로 판단한다. 또는 제어부(150)는 소정 기간 동안 어드미턴스가 급변하는 횟수를 비교하여 어드미턴스가 급변하는 빈도의 증감을 판단할 수 있다. 관련하여 도 26를 참조하여 체액 유량에 따른 어드미턴스의 측정 값 변화를 설명한다.
도 26는 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 수집에 따른 어드미턴스 실제 측정 값을 나타낸 그래프이다.
도 26에 도시된 바와 같이, 동일한 기간(140초) 동안 어드미턴스가 급변하는 횟수가 많을수록, 체액의 유량이 더 크다.
한편, 제어부(150)는 체액 센서(110)로 측정된 어드미턴스의 최댓값을 사용하여 체액의 이온 농도(예를 들어, Na+ 이온 농도 및/또는 K+ 이온 농도)를 측정할 수 있다.
도 27은 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 체액 수집에 따른 어드미턴스 실제 측정 값의 최댓값과 최솟값을 나타낸 그래프이다.
도 27에 도시된 바와 같이, 체액 배출에 따라 어드미턴스 값이 변화한다.
다음으로, 제어부(150)는 어드미턴스의 급변 빈도의 증감에 따라 추가 작동을 제어(S2540)한다. 이때, 어드미턴스의 급변 빈도의 증감에 대해, 제어부(150)는 시간에 따라 빈도가 증가하는 모든 경우를 체액 배출량(유량)이 증가하는 것으로 판단할 수 있다. 마찬가지로, 제어부(150)는 시간에 따라 빈도가 감소하는 모든 경우를 체액 배출량(유량)이 감소하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(150)는 소정 기간 동안 측정된 어드미턴스의 급변 횟수가 소정 횟수 이상 증가되는 경우, 체액 배출량(유량)이 증가하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(150)는 소정 기간 동안 측정된 어드미턴스의 급변 횟수가 복수로 구분된 구간에 포함되는지를 판단하고, 각 구간에 따라 추가 작동을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 제어부(150)는 급변 횟수가 120초당 1회 이상 2회 미만 구간, 120초당 2회 이상 4회 미만 구간, 및 120초당 4회 이상 8회 미만 구간에 포함되는지 판단하여, 각각의 구간에 대응하는 작동을 개시할 수도 있다.
또한, 제어부(150)는 산출된 체액 배출량(유량)이 복수로 구분된 구간에 포함되는지를 판단하고, 각 구간에 따라 추가 작동을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 제어부(150)는 체액 배출량(유량)이 0 내지 0.1 (㎕/min) 구간, 0.1 내지 0.5 (㎕/min) 구간, 0.5 내지 1 (㎕/min) 구간에 포함되는지 판단하여, 각각의 구간에 대응하는 작동을 개시할 수도 있다.
일례로, 제어부(150)는 체액 배출량(유량)이 증가하면(또는 어드미턴스의 급변 빈도가 증가하면), 생체 전기 센서(112)를 작동시켜 심전도(ECG) 및 근전도(EMG) 중 적어도 하나에 대한 검출 및 모니터링을 개시한다.
다른 예로, 제어부(150)는 체액 배출량(유량)이 증가하면(또는 어드미턴스의 급변 빈도가 증가하면), 무선 통신부(120)를 작동시켜 어드미턴스의 급변 빈도와 어드미턴스의 최댓값(A3)과 최솟값(A0)을 외부 전자 디바이스(20)에 전송한다.
다른 예로, 제어부(150)는 어드미턴스가 급변하는 때마다, 급변 신호를 외부 전자 디바이스(20)에 전송한다. 제어부(150)는 어드미턴스가 급격하게 변화하는 타이밍 전후로 측정된 어드미턴스의 최댓값과 최솟값을 급변 신호로서 외부 전자 디바이스(20)에 전송할 수 있다. 그러면 전자 디바이스(20)는 급변 신호를 수신할 때마다 어드미턴스의 급변 빈도를 산출할 수 있고, 이를 통해 체액의 유량을 계산할 수 있으며, 어드미턴스의 최댓값으로부터 체액의 이온 농도를 산출할 수 있다. 또한, 웨어러블 디바이스(10)는 어드미턴스의 최댓값(A3) 및 최댓값과 최솟값과의 차이 값(A3-A0)과 최댓값(A3)의 비율(A3/(A3-A0))을 급변 신호로서 외부 전자 디바이스(20)에 전송할 수도 있다.
또 다른 예로, 제어부(150)는 체액 센서(110)에 의해 측정된 어드미턴스의 급변 빈도와 어드미턴스의 최댓값과 최솟값과의 차이 값(A3-A0)과 최댓값(A3)의 비율(A3/(A3-A0))만을 무선 통신부(120)를 통해 외부 전자 디바이스(20)에 전송한다. 제어부(150)는 체액 배출량(유량)이 증가하면(또는 어드미턴스의 급변 빈도가 증가하면), 어드미턴스의 급변 빈도가 증가한 때로부터 측정된 전체 어드미턴스 측정값, 어드미턴스의 급변 빈도와 어드미턴스의 최댓값(A3) 및 최댓값과 최솟값과의 차이 값(A3-A0)과 최댓값(A3)의 비율(A3/(A3-A0))을 모두 무선 통신부(120)를 통해 외부 전자 디바이스(20)에 전송한다.
또 다른 예로, 제어부(150)는 체액 배출량(유량)이 증가하면(또는 어드미턴스의 급변 빈도가 증가하면), 생체 전기 센서(112)에 의해 측정된 전체 ECG 곡선 데이터를 무선 통신부(120)를 통해 외부 전자 디바이스(20)에 전송한다.
또 다른 예로, 제어부(150)는 생체 전기 센서(112)에 의해 측정된 ECG 곡선의 R 피크 데이터를 추출하여 무선 통신부(120)를 통해 외부 전자 디바이스(20)에 전송한다. 제어부(150)는 체액 배출량(유량)이 증가하면(또는 어드미턴스의 급변 빈도가 증가하면), 생체 전기 센서(112)에 의해 측정된 전체 ECG 곡선 데이터를 무선 통신부(120)를 통해 외부 전자 디바이스(20)에 전송한다.
또 다른 예로, 제어부(150)는 체액 배출량(유량)이 증가하면(또는 어드미턴스의 급변 빈도가 증가하면), 맥박 센서(114)를 작동시켜 사용자의 맥박에 대한 검출 및 모니터링을 개시한다.
또 다른 예로, 제어부(150)는 체액 배출량(유량)이 증가하면(또는 어드미턴스의 급변 빈도가 증가하면), 맥박 센서(114)에 의해 측정된 맥박 데이터를 무선 통신부(120)를 통해 외부 전자 디바이스(20)에 전송한다.
또 다른 예로, 체액 배출량(유량)이 증가하면(또는 어드미턴스의 급변 빈도가 증가하면), 제어부(150)는 생체 전기 센서(112) 및 맥박 센서(114)에 의해 측정된 데이터를 무선 통신부(120)를 통해 외부 전자 디바이스(20)에 전송한다.
또 다른 예로, 제어부(150)는 체액 센서(110)에 의해 측정된 어드미턴스의 급변 빈도와 최댓값과 최솟값만을 메모리(130)에 저장한다. 제어부(150)는 체액 배출량(유량)이 증가하면(또는 어드미턴스의 급변 빈도가 증가하면), 체액 유량 정보(어드미턴스 측정값), 어드미턴스의 급변 빈도와 최댓값과 최솟값을 모두 메모리(130)에 저장한다.
또 다른 예로, 제어부(150)는 체액 배출량(유량)이 증가하면(또는 어드미턴스의 급변 빈도가 증가하면), 웨어러블 디바이스(10)에 포함된 다양한 센서(착용자의 신체적 특성을 센싱하는 생물학적 센서 내지 가속도계, 온도 센서, 고도 센서, 모션 센서, 위치 센서 등) 내지 유닛을 작동시킬 수 있다.
상기와 같이, 제어부(150)는 체액 배출량(유량)이 증가하면(또는 어드미턴스의 급변 빈도가 증가하면), 전자 디바이스(20)가 측정된 정보를 출력하도록 전자 디바이스(20)에 측정된 정보를 전송할 수 있다.
즉, 제어부(150)는 전도도의 급변 빈도에 대응하여, 전도도 데이터를 외부 디바이스(20)에 전송하도록 통신부를 제어한다.
체액은 간헐적으로 분비되므로, 웨어러블 디바이스(10) 착용 시에 측정된 대부분의 체액의 정량적 또는 정성적 데이터는 중복적이거나(redundant) 활용성이 낮을 수 있다.
본 개시에 따르면, 어드미턴스 빈도 변화에 따라 데이터 전송을 개시하여 전력 소모를 절감하므로 웨어러블 디바이스의 사용 시간이 증가되고, 더 작은 용량의 배터리 내지 전력 저장 소자를 탑재할 수 있어서 더욱 작고 얇은 웨어러블 디바이스를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
본 개시에 따르면, 어드미턴스 빈도 변화에 따라 다양한 데이터를 전송하므로, 사용자의 신체적 상태에 따른 데이터 수집이 용이한 장점이 있다.
본 개시에 따르면, 체액의 제거가 용이하므로, 사용자의 생체 신호를 장시간 지속적으로 획득할 수 있다.
본 개시에 따르면, 어드미턴스 빈도 변화에 따라 저장되는 데이터를 달리 하므로, 적은 용량의 메모리에 따른 제조 비용 절감의 효과가 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (24)

  1. 통신부,
    체액의 전도도를 측정하는 체액 센서, 그리고
    상기 전도도의 급변 빈도에 대응하여 상기 전도도 데이터를 외부 디바이스에 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부
    를 포함하는 웨어러블 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전도도의 급변 빈도와 상기 전도도의 급변 시 최댓값과 최솟값을 상기 전도도 데이터로서 상기 외부 디바이스에 전송하도록 상기 통신부를 제어하는,
    웨어러블 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전도도의 급변 빈도가 증가하면, 상기 전도도의 급변 빈도가 증가한 때로부터 측정된 전체 전도도 값을 상기 전도도 데이터에 더 포함시켜 상기 외부 디바이스에 전송하도록 상기 통신부를 제어하는,
    웨어러블 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    심전도(ECG) 및 근전도(EMG) 중 적어도 하나를 모니터링하는 생체 전기 센서를 더 포함하는 웨어러블 디바이스.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전도도의 급변 빈도에 대응하여 상기 심전도(ECG) 및 상기 근전도(EMG) 중 적어도 하나에 대한 모니터링을 개시하도록, 상기 생체 전기 센서를 제어하는,
    웨어러블 디바이스.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 생체 전기 센서에 의해 측정된 심전도 곡선의 R 피크 데이터를 추출하여 상기 외부 디바이스에 전송하도록 상기 통신부를 제어하고, 상기 유량이 증가하면, 상기 심전도 곡선을 상기 외부 디바이스에 전송하도록 상기 통신부를 제어하는,
    웨어러블 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    맥박을 모니터링하는 맥박 센서를 더 포함하는 웨어러블 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전도도의 급변 빈도에 대응하여 상기 맥박에 대한 모니터링을 개시하도록, 상기 맥박 센서를 제어하는,
    웨어러블 디바이스.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전도도의 급변 빈도가 증가하면, 상기 맥박 데이터를 상기 외부 디바이스에 전송하도록 상기 통신부를 제어하는,
    웨어러블 디바이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 체액 센서는,
    서로 반대 방향을 향하는 제1 면과 제2 면을 가지며, 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면까지 두께방향으로 관통된 개구를 포함하는 개구 형성층,
    상기 개구의 내벽면에 형성되는 복수의 전극, 및
    상기 개구 형성층의 제2 면에 적층되어 상기 개구를 덮도록 형성된 친수성 층을 포함하는,
    웨어러블 디바이스.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 전극 각각은 상기 내벽면에서 상기 제1 면으로부터 제2 면까지 연장되어 있는,
    웨어러블 디바이스.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 전극 각각은 상기 내벽면에서, 상기 제1 면으로부터 소정 높이에 위치하는,
    웨어러블 디바이스.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 전극 중 어느 하나는 상기 체액 내의 특정 물질을 검출하는 전극을 포함하는,
    웨어러블 디바이스.
  14. 체액 센서가 체액의 전도도를 측정하는 단계, 그리고
    상기 전도도의 급변 빈도에 대응하여 외부 디바이스에 상기 체액의 전도도 데이터를 전송하는 단계
    를 포함하는 웨어러블 디바이스의 제어방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 체액의 전도도 데이터를 전송하는 단계는,
    상기 전도도의 급변 빈도와 상기 전도도의 최댓값 및 최솟값을 상기 전도도 데이터로서 상기 외부 디바이스에 전송하는 단계, 또는
    상기 전도도의 급변 빈도가 증가하면, 상기 전도도의 급변 빈도가 증가한 때로부터 측정된 전체 전도도 값, 상기 전도도의 급변 빈도, 및 상기 전도도의 최댓값 및 최솟값을 상기 전도도 데이터로서 상기 외부 디바이스에 전송하는 단계를 포함하는,
    웨어러블 디바이스의 제어방법.
  16. 제14항에 있어서,
    생체 전기 센서가 상기 전도도의 급변 빈도에 대응하여 심전도(ECG) 및 근전도(EMG) 중 적어도 하나에 대한 모니터링을 개시하는 단계
    를 더 포함하는 웨어러블 디바이스의 제어방법.
  17. 제14항에 있어서,
    생체 전기 센서가 심전도(ECG)에 대해 모니터링하는 단계, 그리고
    1) 상기 심전도 곡선의 R 피크 데이터를 추출하여 상기 외부 디바이스에 전송하는 단계, 또는
    2) 상기 전도도의 급변 빈도가 증가하면, 상기 생체 전기 센서에 의해 측정된 심전도 곡선을 상기 외부 디바이스에 전송하는 단계
    를 더 포함하는 웨어러블 디바이스의 제어방법.
  18. 제14항에 있어서,
    맥박 센서가 상기 전도도의 급변 빈도에 대응하여 맥박에 대해 모니터링을 개시하는 단계
    를 더 포함하는 웨어러블 디바이스의 제어방법.
  19. 제14항에 있어서,
    맥박 센서가 맥박에 대해 모니터링하는 단계, 그리고
    상기 전도도의 급변 빈도가 증가하면, 상기 맥박 데이터를 상기 외부 디바이스에 전송하는 단계
    를 더 포함하는 웨어러블 디바이스의 제어방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 체액 센서는,
    서로 반대 방향을 향하는 제1 면과 제2 면을 가지며, 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면까지 두께방향으로 관통된 개구를 포함하는 개구 형성층,
    상기 개구의 내벽면에 형성되는 복수의 전극, 및
    상기 개구 형성층의 제2 면에 적층되어 상기 개구를 덮도록 형성된 친수성 층을 포함하고,
    상기 체액 센서가 체액의 전도도를 측정하는 단계는,
    상기 복수의 전극을 통해 흐르는 전류를 측정하는 단계를 포함하는,
    웨어러블 디바이스의 제어방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 체액의 전도도로부터 상기 체액의 유량을 산출하는 단계는,
    상기 전도도가 급변하는 빈도, 상기 개구의 체적, 및 상기 전도도 값을 사용하여 상기 체액의 유량을 산출하는 단계를 포함하는,
    웨어러블 디바이스의 제어방법.
  22. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 웨어러블 디바이스, 그리고
    상기 웨어러블 디바이스로부터 수신된 데이터를 출력하는 전자 디바이스
    를 포함하는 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 웨어러블 디바이스는 상기 전도도의 급변 빈도가 증가하면, 상기 전도도가 급변할 때마다 상기 전도도 데이터를 상기 전자 디바이스에 전송하고,
    상기 전자 디바이스는 상기 전도도 데이터를 수신하는 시점을 사용하여 상기 체액의 유량을 측정하는,
    시스템.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 웨어러블 디바이스는 상기 전도도의 최댓값을 상기 전도도 데이터로서 상기 전자 디바이스에 전송하고,
    상기 전자 디바이스는 상기 전도도의 최댓값을 사용하여 상기 체액의 이온 농도를 산출하는,
    시스템.
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