Umay — 운동 기반 연하곤란 치료 기기

배경

연하곤란(삼킴 장애)은 노인에게 흔하며 건강, 자신감, 사회생활에 영향을 미칩니다. Umay는 연하곤란 치료에 쓰이는 턱밑 “밀기(push)” 운동을 안내에 따라 수행하고 측정할 수 있는 훈련으로 바꿔 주는 기기이자 연동 앱입니다. 환자는 턱 아래의 압력 센서를 밀어내는 운동을 하면서 게임을 통해 실시간 피드백을 받고, 치료사는 진행 상황을 확인할 수 있습니다. 이 프로젝트는 IID Lab에서 2021년에 진행된 석사 졸업 프로젝트를 이어받은 것으로, 그 프로젝트에서 최초의 콘셉트, 사용자 리서치, 게임 인터페이스가 만들어졌습니다.

과제

운동을 측정하려면 기기가 턱 아래에서 깨끗한 압력 신호를 읽어야 하지만, 동시에 다양한 머리에 편안하게 맞아야 합니다. 디자인의 근거로 삼을 수 있는 한국 노인의 턱에 관한 인체 측정 데이터는 발표된 것이 없었습니다.

담당 역할

팀 리더로서 기능 솔루션과 센서 테스트부터 인간공학 솔루션, 3D 모델링, 레이아웃 디자인, 심미적 솔루션에 이르기까지 제품 디자인을 이끌었습니다.

• Donierbek Abdurakhimov와 함께 2022년 개발 계획과 초기 콘셉트를 작성했습니다.
• 센서 테스트를 기획·진행하고, SolidWorks로 헤드밴드 버전을 3D 모델링했습니다.
• 전자 개발자를 위해 센서, PCB, 스위치, LED의 레이아웃을 지정했습니다.
• 79페이지 분량의 2023년 프로젝트 보고서를 정리했으며, 2024년에는 리디자인을 제안하고 모델링했습니다.

프로세스

콘셉트. 헤드밴드형과 넥브레이스형의 두 방향으로 다섯 가지 콘셉트를 만들었고, 이를 바탕으로 이동 중 사용을 위한 헤드밴드와 가정이나 병원에서 사용하는 넥브레이스, 두 가지 디자인을 병행해 발전시켰습니다.

신호와 메커니즘. 압력 센서 3종과 플렉스 센서 1종, 모두 4개의 센서를 시험했으며, 정확성과 안정성을 근거로 FSR 압력 센서를 선정했습니다. 유연한 헤드밴드에서는 신호가 불분명했기 때문에, 디자인을 스프링 메커니즘을 갖춘 단단한 턱 유닛으로 바꾸고 편안함을 위해 스트랩과 쿠션을 더했습니다.

착용감. 턱 치수는 SizeKorea 데이터와 문헌을 바탕으로 도출했습니다. 초기 3D 프린팅 프로토타입을 프로젝트 연구원들이 착용해 보았고, 턱 아래에 틈이 생기는 문제를 해결하기 위해 머리 모델에 맞춘 곡면 턱 받침을 적용했습니다.

통합. 최종 레이아웃은 압력 센서, 소형 맞춤 PCB, RGB LED, 택트 스위치, USB-C 전원을 하나의 유닛에 배치합니다.

산출물

• 콘셉트 스케치, CAD 모델, 3D 프린팅 프로토타입
• 센서 테스트 결과와 센서–PCB 통합 레이아웃
• 2023년 프로젝트 보고서

프로토타입은 프로젝트 연구원들을 대상으로 착용감을 테스트했으며, 제가 참여한 기간 동안 임상 시험이나 환자 테스트가 이루어졌다는 기록은 없습니다.