%EC%8A%A4%EB%A7%88%ED%8A%B8
-
김대영 교수, EU와 글로벌 IoT 농식품 생태계 구축을 위한 공동 연구
우리 대학 전산학부 김대영 교수 연구팀과 유럽연합(EU)이 사물인터넷(IoT) 개방형 표준 및 아키텍쳐를 통한 글로벌 농식품 비즈니스 통합 에코시스템 개발 공동연구(The Internet of Food & Farm 2020, IoF2020)를 시작한다.
EU IoF2020 프로젝트는 스마트 팜과 농식품 서비스 분야에 첨단 ICT 융합기술을 활용하여 효율적이면서도 안전하고 건강한 먹거리를 보장하는 글로벌 생태계 조성을 목표로 한다.
유럽 연합이 4년간 3,000만 유로를 지원하는 등 총 3,500만 유로가 투자되는 이번 공동연구는 대학, 연구소, 기업 등 16개국 71개 기관이 참여하는 대형 프로젝트다. 한국에서는 유일하게 KAIST가 참여한다.
연구팀은 자체 개발한 국제 표준 사물인터넷 오픈소스 플랫폼인 올리옷(Oliot)을 활용한 스마트 팜과 푸드 서비스 생태계 테스트베드를 국내 농식품 비즈니스 전반에 구축하고 유럽의 테스트베드와 연동한다. 이들 생태계로부터 수집한 글로벌 빅데이터 분석을 위한 딥러닝 등 최신 인공지능 기술을 개발하여 궁극적으로 사물인터넷 플랫폼과 인공지능 기술이 통합된 시스템을 정부, 기관, 기업, 농민들이 활용할 수 있도록 공개할 예정이다.
IoF2020 프로젝트를 통해 개발되는 기술은 스마트팜 및 농식품 서비스 시장에 직접 투입하여 국내 농식품 산업에 활용될 수 있으며, 갈수록 높아지는 농식품 안전에 대한 요구를 만족시킬 수 있을 것으로 전망된다.
또한 핵심 기술인 올리옷(Oliot) 플랫폼은 농식품 분야 뿐 만 아니라, 스마트 시티, 스마트 팩토리, 헬스케어, 커넥티드 자동차등 다양한 산업에 활용될 것으로 기대된다.
IoF2020 프로젝트 코디네이터인 조지 비어스(George Beers)는 "IoF2020이 농장에서 소비자 식탁으로까지의 유통방식에 패러다임 변화를 가져올 것이며, 푸드 서비스 분야에서의 경쟁력과 우수성을 강화하는 데 기여할 것이라고 믿는다”라고 말했다.
KAIST 김대영 교수(전산학부, 오토아이디랩스(Auto-ID Labs) KAIST 센터장)는 “이미 국내에서 사물인터넷 국제표준 기술 적용을 시작했으며, 이번 프로젝트를 통해 유럽뿐 아니라 중국, 일본, 대만 등 아시아 국가와 남미 국가와도 글로벌 농식품 비즈니스 생태계 통합을 위한 노력이 진행 중이다”라고 밝혔다.
KAIST는 지난 2005년부터 전 세계 6개 대학(MIT(미국), 케임브리지대(영국), 취리히공대(스위스), 푸단대(중국), 게이오대(일본))과 함께 세계 최초로 사물인터넷의 개념을 소개한 ‛오토아이디랩스(Auto-ID Labs)' 국제공동연구소를 운영하며 사물인터넷 생태계 구축을 위한 선행 표준기술을 연구하고 있다.
2017.01.17 조회수 22527 -
최양규 교수, 실리콘 반도체보다 5배 빠르고 저렴한 탄소나노튜브 반도체 개발
우리 대학 전기및전자공학부 최양규 교수 연구팀이 국민대학교 최성진 교수와의 공동 연구를 통해 탄소나노튜브를 위로 쌓는 3차원 핀(Fin) 게이트 구조를 이용해 대면적의 탄소나노튜브 반도체를 개발했다.
이동일 연구원이 제 1저자로 참여한 이번 연구는 나노 분야 학술지 ‘에이씨에스 나노(ACS Nano)’ 12월 27일자에 게재됐다. (논문명: Three-Dimensional Fin-Structured Semiconducting Carbon Nanotube Network Transistor)
탄소나노튜브로 제작된 반도체는 실리콘 반도체보다 빠르게 동작하고 저전력이기 때문에 성능이 훨씬 뛰어나다.
그러나 대부분의 전자기기는 실리콘 재질로 만들어진 반도체를 이용한다. 높은 순도와 높은 밀도를 갖는 탄소나노튜브 반도체의 정제가 어렵기 때문이다.
탄소나노튜브의 밀도가 높지 않아 성능에 한계가 있었고 순도가 낮아 넓은 면적의 웨이퍼(판)에 일정한 수율을 갖는 제품을 제작할 수 없었다. 이러한 특성들은 대량 생산을 어렵게 해 상용화를 막는 걸림돌이었다.
연구팀은 문제 해결을 위해 3차원 핀 게이트를 이용해 탄소나노튜브를 위로 증착하는 방식을 사용했다. 이를 통해 50나노미터 이하의 폭에서도 높은 전류 밀도를 갖는 반도체를 개발했다.
3차원 핀 구조는 1마이크로미터 당 600개의 탄소나노튜브 증착이 가능해 약 30개 정도만을 증착할 수 있는 2차원 구조에 비해 20배 이상의 탄소나노튜브를 쌓을 수 있다.
그리고 연구팀은 이전 연구를 통해 개발된 99.9% 이상의 높은 순도를 갖는 반도체성 탄소나노튜브를 이용해 고수율의 반도체를 확보했다.
연구팀의 반도체는 50나노미터 이하의 폭에서도 높은 전류밀도를 갖는다. 실리콘 기반의 반도체보다 5배 이상 빠르면서 5배 낮은 소비 전력으로 동작 가능할 것으로 예상된다.
또한 기존의 실리콘 기반 반도체에 쓰이는 공정 장비로도 제작 및 호환이 가능해 별도의 비용이 발생하지 않는다.
제 1저자인 이동일 연구원은 “차세대 반도체로서 탄소나노튜브 반도체의 성능 개선과 더불어 실효성 또한 높아질 것이다”며 “실리콘 기반 반도체를 10년 내로 대체하길 기대한다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부 글로벌프론티어사업 스마트IT융합시스템 연구단과 미래유망융합파이오니아 사업의 씨모스 THz 기술 융합 연구단의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 3차원 구조의 탄소나노튜브 전자소자의 모식도 및 실제 SEM 이미지
그림2. 개발된 8인치 기반의 대면적 3차원 탄소나노튜브 트랜지스터 전자 소자의 사진 및 단면을 관찰한 투과 전자 현미경 사진
2017.01.04 조회수 20147 -
글로벌기술사업화센터(GCC), 몽골에 스마트 팜 농장 열어
(좌로부터 ETRI 배문식 본부장, KAIST GCC 최문기 명예교수, 익틴그룹 바짜한 회장, MeGO 간바트 위원장)
우리 대학 글로벌기술사업화센터(GCC)는 지난 11월 23일 몽골 울란바토르에서 한국전자통신연구원(ETRI)과 몽골 전자정부센터(MeGo, Mongolian e-Government Center), 익틴그룹(Ikh Tiin Group)간 스마트 팜 협력사업 MOU를 체결했다.
한-몽골 스마트 팜 협력 사업은 2015년 5월부터 KAIST 글로벌기술사업화센터(GCC)가 몽골 현지거점기관인 몽골 전자정부센터(MeGO)와의 협력을 통해 현지 기술수요를 발굴하고 국내의 기술을 매칭 하여 기술사업화 모델을 제시했다.
한국전자통신연구원(ETRI) 대경권연구센터는 그린하우스 온실 제어 시스템 기술을 개발하고 인포벨리코리아가 함께 참여했다.
그 결과 지난 10월 말 울란바토르 인근 바춤버(Batsumber) 지역에 몽골 익틴그룹(Ikh Tiin Group)이 투자한 120제곱미터(㎡) 규모의 그린하우스가 완공됐다.
몽골은 육식 위주의 오래된 전통 식습관으로 인한 영양 불균형 해소를 위해 최근 채소 수요가 급증하고 있으나, 5월부터 9월까지를 제외한 혹한기에는 노지재배가 불가능해 대부분의 채소를 수입에 의존하고 있는 실정이다.
이번 한-몽골 스마트 팜 협력 프로젝트는 정보통신기술(ICT)을 농업 분야에 활용하여 겨울철 영하 40도에 육박하는 혹독한 몽골의 기후 조건에서도 신선한 야채와 과일의 재배를 가능하게 해, 몽골 내 채소 공급의 자급자족 능력을 향상 시킬 수 있을 것으로 기대된다.
KAIST 글로벌기술사업화센터 최문기 명예교수는 “스마트 팜에 대한 한국과 몽골간의 기술협력이 지속되어 몽골의 드넓은 지역에 스마트 팜이 확산되길 희망하며, 본 사업이 몽골 경제성장의 원동력이 되기를 바란다”고 말했다.
2016.12.01 조회수 19502 -
웨어러블 컴퓨터 KAIST에 다 모였다 … 2016 웨어러블 컴퓨터 경진대회
우리 대학은 오는 17일(목), 18일(금) 이틀간 본교 KI빌딩에서 입는 컴퓨터 경진대회인‘2016 웨어러블 컴퓨터 경진대회’를 개최한다.
12주년을 맞이한 ‘웨어러블 컴퓨터 경진대회’는 대학생들이 창의적 아이디어와 최신 기술을 접목해 공상과학영화나 만화 속에서 볼 수 있는 웨어러블 컴퓨터를 직접 제작해 선보이는 대회다.
전국 대학에서 총 108개 팀이 참여했으며, 서류심사·발표심사·본선대회 총 3번에 걸친 심사 과정을 거쳐 최종 우승 팀에게 미래창조과학부 장관상과 함께 500만원의 상금이 수여된다.
‘웨어러블 컴퓨터’는 사용자가 이동 중에도 자유자재로 컴퓨터를 사용하기 위해 신체와 의복 일부분에 착용할 수 있도록 제작된 기기로, 최근에는 스마트 폰과 연동되어 인터넷 기반의 다양한 서비스 제공이 가능한 제품이 주목을 받고 있다.
이날 출품된 작품 중에서 ‘아기의 수면상태 측정 인형과 엄마 손목밴드’로 대회에 참가한 원유진(숙명여대 고래고래팀)학생은 “수면 인형은 아기의 수면 상태를 실시간으로 측정하고, 아기의 뒤척임을 파악하여 잠에서 깨기 전 집안일을 하고 있는 엄마의 스마트 밴드에 진동과 라이팅으로 알림을 준다. 이로써 엄마는 마음 편히 집안일을 할 수 있다.”라고 개발 배경을 설명했다.
‘동시 자막을 제공하는 스마트 글래스(충남대 취향존중팀)’는 청각 장애인들이 영화 감상과 같은 문화생활을 즐기기 어려운 점에 착안, 어플리케이션을 통해 저장한 영화 자막을 스마트 글래스에 출력하여 불편 함 없이 영화 관람을 가능하게 해 주는 기기이다. 청각 장애인 뿐 아니라 해외 연극, 뮤지컬 등 동시 자막이 필요한 분야에서 일반인들도 활용 가능하다.
이밖에 ▲전문의들이 직접 기획한 허리디스크 예방과 치료를 위한 자세교정 허리밴드(계명대학교 Cyber팀) ▲길 고양이 중성화 사업을 돕기 위한 개체 수 파악용 목걸이(충남대학교 아침햇살팀) ▲바쁜 현대인을 위한 손을 사용하지 않고 양치질 할 수 있는 자동 칫솔(세종대학교 치 편한 세상팀) ▲언제 어디서든 음악을 연주하고 작곡 할 수 있도록 팔목 밴드와 벨트로 만든 악기(서울대학교 Gorany팀) 등 창의적이면서 실용적인 제품이 출품됐다.
행사의 상세정보는 홈페이지(http://www.ufcom.org)를 통해 확인할 수 있다.
대회 위원장인 유회준 KAIST 전기및전자공학부 교수는 “웨어러블 컴퓨터에 대한 산업계 관심이 갈수록 커지고 있다”며“머지않아 웨어러블 컴퓨터가 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI, Artificial Intelligent) 등으로 스며들어 자연스럽게 사용될 수 있는 IT세상이 곧 열릴 것”이라고 말했다.
2016.11.16 조회수 12982 -
닥터 엠(Dr. M) 컨소시엄 협약체결 및 모바일 헬스케어 심포지엄 개최
우리 대학은 지난 11일‘닥터 엠(Dr. M)’사업 컨소시엄 발족 및 업무협약식을 갖고 상호협력을 위한 협약체결 및 스마트 모바일 헬스케어 산업 발전을 위한 공동 합의문을 발표하였다.
협약식에는 LG유플러스, 한글과컴퓨터, 국립중앙의료원, 대전선병원, 서울아산병원, 더클래식500, 삼성노블카운티, 을지대학교 성남고령친화종합체험관 등 관계자 50여명이 참석하였다.
‘닥터 엠(Dr. M)’ 컨소시엄은 헬스사이언스연구소(소장 정용)에서 지난 2년간의 모바일 헬스케어관련 개발기술과 시스템을 바탕으로 실증화 및 사업화를 위해 추진되었다.
이번 협약에 따라 참여기관과 ICT 기반의 모바일 헬스케어 융합연구, 신기술 지적재산권(IP) 확보, 산업체 기술 자문, 특허기술 이전 등 관련 협력을 진행하기로 하였으며, 모바일헬스케어 산업의 문제점 및 아이디어 도출/서비스모델 개발/연구개발/테스트/시범적용/사업화 등 일련의 과정을 원활하게 진행할 네크워크를 형성하게 되었다. KAIST를 포함한 각 참여기관은 컨소시엄을 통해 모바일 헬스케어 산업에서의 시너지 창출 및 모바일 헬스케어 산업 특성화 그룹으로의 발전을 기대하고 있다.
또한 이날 오후에는 컨소시엄 발족을 기념하여 ‘닥터 엠(Dr. M)’모바일 헬스케어 심포지엄을 개최하였다.
우리 대학은 공학과 의학 기술의 융합을 기반으로 새로운 건강관리 산업 생태계 구축을 위한 스마트 헬스케어 시스템 개발을 목표로 지난 2년간 약 20억원을 투입하여 센서 및 웨어러블 디바이스, 저전력 통신기술, IoT 기술, 클라우드/빅데이터 수집 플랫폼 기술, 질병 분석/예측/처방 기술의 단위기술 개발 및 결합 서비스 플랫폼인 ‘닥터 엠(Dr. M)’모바일 헬스케어 시스템을 개발하여 대규모 연구를 위한 테스트베드를 운영하고 있다.
‘닥터 엠(Dr. M)’모바일 헬스케어 시스템은 지난 1월 스위스 다보스 포럼에서 열린 세계경제포럼 연차총회에서 휴보(HUBO)와 함께 KAIST의 대표 연구 성과로 소개되었다.
2016.11.15 조회수 19606 -
최양규 교수, 5단 나노선 통한 D램-플래시 융‧복합메모리 개발
우리 대학 전기 및 전자공학부 최양규 교수와 이병현 박사과정이 나노선의 5단 수직 적층 기술을 통해 D램과 플래시 메모리 동작이 동시에 가능한 융합메모리 반도체 소자를 개발했다.
이번 연구 결과는 나노 분야 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 8월 31일자 온라인 판에 게재됐다.
메모리 반도체는 정보화 기술 사회의 핵심 기기로서 국내 반도체 산업의 주력 제품이다. 메모리 반도체 분야는 크게 D램과 플래시 메모리로 양분되는데 이는 각 메모리가 가진 고유 특성 때문이다.
D램은 빠른 동작속도를 자랑하지만 휘발성 메모리이기 때문에 안정적 정보 저장을 위해 전력이 많이 소모된다. 반면 플래시 메모리는 D램에 비해 느린 동작속도가 문제점으로 지적된다.
연구팀은 D램과 플래시 메모리 기능이 하나의 트랜지스터 안에서 동시에 동작하는 전면-게이트 실리콘 나노선 구조 기반의 융합 메모리 소자를 제안했다.
그러나 이 구조는 트랜지스터의 소형화에 따른 나노선 면적 감소로 인해 동작 전류도 같이 감소됐고 이는 메모리 소자 성능의 저하로 이어졌다.
문제 해결을 위해 연구팀은 전면-게이트 실리콘 나노선을 수직으로 5단까지 쌓았다. 이러한 5단 수직 집적 실리콘 나노선 채널을 보유한 융합 메모리소자는 단일 나노선 기반의 메모리 소자와 대비해 5배의 향상된 성능을 보였다.
이 연구를 통해 시스템 레벨에서 칩 사이즈의 소형화 및 전력 효율의 개선, 패키징 공정 단순화를 통한 제작비용 절감 등이 가능하다. 시스템 안에서 칩 간의 간섭효과를 줄여줌으로써 시스템 전체 속도 향상에도 기여가 가능해 융합 메모리의 실효성이 높아질 것으로 기대된다.
또한 수직 집적 나노선 구조는 말 그대로 위쪽으로 채널이 쌓여있기 때문에 단일 구조와 달리 면적이 증가되지 않아 집적도 향상에도 기여할 수 있다.
이러한 수직 집적은 지난 해 최양규 교수 연구팀에서 개발된 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 통해 이뤄졌다. 이병현 연구원은 이 기술을 통해 작년 비 메모리 반도체 소자 개발에 성공했고, 이번 연구를 통해 고성능 융합 메모리 소자를 개발했다.
최양규 교수는 “이번 연구를 통한 메모리 반도체의 제작 공정과 성능의 개선 및 높은 실효성이 기대된다”며 “궁극적으로는 메모리 반도체의 소형화를 계속 이어나갈 것으로 예상한다”고 말했다.
이병현 연구원은 “나노종합기술원의 강민호 박사를 포함한 관련 엔지니어들의 적극적 기술 지원이 큰 도움이 됐다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부 글로벌프론티어사업 스마트IT융합시스템 연구단과 미래유망융합파이오니아 사업의 씨모스(CMOS) THz 기술 융합 연구단의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 전자 현미경 사진 및 투과 전자 현미경 사진
그림2. 고성능 융합메모리에 대한 요약 모식도
2016.09.21 조회수 14137 -
이의진 교수, 美 인간-컴퓨터 상호작용 학회 최우수 논문상 수상
〈 이 의 진 교수 〉
우리 대학 산업및시스템공학과 이의진 교수가 지난 5월 9일 미국 산호세에서 열린 美 컴퓨터협회(ACM) 주최의 인간-컴퓨터 상호작용 학회(CHI, Conference on Human Factors in Computing Systems)에서 최우수 논문상을 수상했다.
미 컴퓨터협회 인간-컴퓨터 상호작용 학회(ACM CHI)는 세계 유수 대학 및 글로벌 기업들이 인간-컴퓨터 상호작용 분야의 최신 연구 결과를 발표하는 권위 있는 국제학회이다.
이 교수 연구팀의 논문은 학회에 제출된 약 2,400여 편의 논문 중 상위 1%에 선정돼 수상했다.
이번 논문의 연구는 동경대학교 야타니 교수와 공동으로 진행됐고 산업및시스템공학과 고민삼, 최승우 박사과정 학생의 주도로 수행됐다. 그룹 활동에서 스마트폰 과도사용 대응을 위한 모바일 상호작용 기술과 응용서비스에 관한 주제의 논문이다.
연구팀은 개발한 서비스를 이용해 약 한 달 간 교내에서 절제 캠페인을 실시했고, 1천 여 명의 학생들이 총 1만 시간 이상 스마트폰 사용을 절제하는 데 성공했다.
연구팀은 사용자 설문과 로그데이터 분석을 통해 응용서비스의 효용성을 검증했고 통계적 분석을 이용해 스마트폰 사용 절제와 관련한 정황적인 요인도 규명했다.
이 교수는 “기존 모바일 상호작용 기술 연구들은 사용성 및 접근성 향상 연구에 비해 문제적 사용을 대응하는 기술연구가 부족했다”며 “웨어러블 및 사물인터넷 기기가 범람하는 환경에서 디지털 기술의 폐해를 대응하는 상호작용 기술개발이 절실하며 이번연구가 중요한 사례가 될 것이다”고 말했다.
연구팀은 위치기반 상황인지 기술을 적용하는 서비스 고도화 후속 연구와 함께 청소년들의 스마트폰 사용 절제를 돕기 위한 가족참여형 어플리케이션과 온라인 교육 프로그램 출시를 계획 중이다.
이 연구는 KAIST 모바일 SW 플랫폼 연구 센터 및 마이크로소프트 애저(Microsoft Azure : 클라우드 컴퓨팅 플랫폼)의 지원을 받아 진행됐다.
2016.06.09 조회수 14418 -
KAIST-SBCK, 인공지능 등 미래기술 연구 위해 산학협력 협약
KAIST와 소프트뱅크 그룹의 한국 내 자회사인 에스비씨케이(이하 SBCK)는 26일(화) 오후 5시 KAIST 총장실에서 강성모 총장, 이승근 대표이사 등 관계자 10여 명이 참석한 가운데‘산학협력 협약식’을 가졌다.
이번 협약에 따라 양 기관은 최근 이슈가 되고 있는 인공지능 ․ 사물인터넷(IoT) ․ 빅데이터 분야에서 인적교류 및 공동연구를 추진하기로 했다.
구체적인 협력사업으로 스마트 헬스케어, 스마트 농업 및 유통, 스마트 팩토리 사업의 핵심 플랫폼과 서비스 솔루션을 공동으로 개발하고 이의 성과를 세계시장에 확산하는데 노력하기로 했다.
양 기관은 향후 서로가 가진 강점을 결합해 미래 스마트 분야 사업을 선도해 나갈 계획이다.
강성모 총장은 “사물인터넷 플랫폼과 인공지능 기술을 가진 KAIST와 세계적인 비즈니스 네트워크를 가진 SBCK와의 이번 협력은 4차 산업혁명 시대를 앞서서준비하는 계기가 될 것”이라고 말했다.
SBCK는 모 그룹인 소프트뱅크그룹이 향후 성장전략 분야로 인공지능, 사물인터넷, 스마트로봇 등을 선정하고 이 분야에서 강점이 있는 한국 내 기술과 기업을 발굴해 세계시장에 함께 진출할 수 있도록 지원할 계획이라고 밝혔다.
SBCK의 모회사인 소프트뱅크그룹은 최근 IBM의 인공지능 기술인‘와슨’을 활용해 감성 로봇인‘페퍼(Pepper)’를 고도화하고 인공지능 기반의 개인 맞춤형 헬스케어 서비스를 진행 중이다.
SBCK는 일본의 소프트뱅크그룹의 한국 내 자회사로 1991년 설립됐다. 현재 1200여개의 파트너를 보유한 국내 1위의 소프트웨어 유통회사로 일본시장에서 검증된 솔루션과 비즈니스 모델을 자체 클라우드 솔루션을 통해 제공하고 있다.
한편, KAIST전산학부는 지난 2005년부터 미국의 MIT, 영국의 캐임브리지대, 스위스의 취리히공대, 중국의 푸단대, 일본의 게이오대와 함께 세계 최초로 사물인터넷의 개념을 소개한 ‛Auto-ID Labs'를 공동 운영하며 사물인터넷 생태계 구축을 위한 선행 표준기술을 연구하고 있다. 끝.
※ Auto-ID Labs은 네트워크화 된 RFID와 떠오르는 센싱 기술을 연구하는 전 세계 연구그룹
2016.04.27 조회수 10825 -
김일두 교수, 호흡으로 폐암, 당뇨 조기 진단하는 초소형 센서 개발
혈액 체취나 영상촬영을 하지 않고도 사람의 호흡만으로 폐암, 당뇨 등 각종 질병을 실시간으로 파악할 수 있는 초소형 감지 센서 기술이 개발됐다.
우리 대학 신소재공학과 김일두 교수신소재공학과 연구팀은 사람의 호흡 내에 질병과 관련된 극미량의 특정 가스의 농도를 실시간으로 정확하게 분석할 수 있는 세계 최고 수준의 고감도·초소형 센서를 개발하였다고 밝혔다.
이를 통해, 현재 병원에서 혈액 체취나 조직 검사, MRI 등을 통해 고비용으로 진단하고 있는 폐암이나 당뇨 등의 질병을 개인 스마트폰이나 웨어러블 장치를 통해 수시로 저렴하게 진단할 수 있는 길을 열었다.
사람이 숨을 쉬면서 내뱉는 호흡 속 가스 성분 중에는 다양한 휘발성 유기화합물 가스들이 포함되어 있으며, 이중 일부 가스는 질병과 밀접한 연관이 있는 것으로 알려져 있다.
대표적으로 아세톤, 톨루엔, 황화수소 가스는 각각 당뇨병, 폐암, 구취 환자에서 더 높은 농도로 배출되며, 이러한 호흡 속 특정 가스의 농도를 정확하게 분석할 수 있다면 여러 질병들을 간편한 방법으로 조기에 진단할 수 있다.
그러나, 입안에는 수분을 포함하여 수백 종의 가스들이 존재하기 때문에, 그간 개발된 센서는 사람 호흡 속에 포함되어 있는 극미량(10 – 2,000ppb)의 특정 가스를 선택적으로 검출하는데 한계가 있었다.
연구팀은 수백 종의 가스 중 질병과 관련된 특정 가스만 선택적으로 탁월하게 검출할 수 있는 고성능 촉매를 개발하였으며, 이를 나노 섬유 형상의 센서 소재에 적용하여 개인 스마트폰과 연동이 가능한 초소형·고감도 질병 진단 센서를 구현하는데 성공하였다.
김일두 교수는 “질병 진단 센서는 차량이나 모바일 기기 등에 활용하여 개인 질병을 지속적으로 모니터링 할 수 있을 뿐만 아니라, 향후 대기 오염 분석, 실내 공기질 분석 등 가스 센서와 관련된 산업분야에서 사물인터넷(IoT) 제품과 융합되어 새로운 시장을 창출할 것으로 기대된다.”라고 연구의의를 밝혔다.
이번 연구는 김일두 교수 외 최선진·김상준 연구원이 주도하였고, 미래창조과학부 글로벌프런티어사업(스마트 IT 융합시스템 연구단)의 지원으로 수행되었다.
연구 결과는 재료과학분야 세계적 국제학술지인 ‘스몰(small)’ 표지논문에 2월 17일(수) 게제 되었으며, 관련 특허는 국내기업에 기술이전 되어 향후 조기 상용화가 이뤄질 것으로 기대된다.
□ 그림 설명
그림1. 스마트폰과 연결된 호기가스 분석 센서 및 호흡지문 패턴 인식을 통한 질병 진단
그림2. 동글 타입(Dongle-type), 패치 타입(Patch-type), 및 시계 타입(Watch-type) 센서 모듈을 이용한 휴대형, 실시간 호기가스 분석 센서
그림3. 'small' 표지에 게재된 논문
2016.03.07 조회수 22612 -
5단 수직 적층 반도체 트랜지스터 개발
우리 대학 전기 및 전자공학부 이병현 연구원(지도교수 최양규)과 나노종합기술원(원장 이재영) 강민호 박사가 실리콘 기반의 5단 수직 적층 반도체 트랜지스터를 개발했다.
그리고 반도체 트랜지스터를 이용한 비휘발성 메모리 개발에 성공했다.
이번 연구는 나노 분야 학술지 ‘나노 레터스(Nano letters)’ 11월 6일자 온라인판에 게재됐다.
반도체 트랜지스터 분야는 모든 전자기기의 핵심 구성요소로 국내 산업과 경제 발전에 큰 영향을 끼쳤다.
세계적 추세에 따라 치열한 소형화를 통해 생산성과 성능의 향상을 거듭했으나 최근 10나노미터 시대에 접어들며 제작 공정의 한계 및 누설전류로 인한 전력소모 문제가 커지고 있다.
학계 및 산업계는 문제 해결을 위해 전면-게이트 실리콘 나노선 구조를 개발했다. 이는 누설전류 제어에 가장 효과적인 구조로 저전력 트랜지스터 개발에 이용됐다. 그러나 이 역시 소형화에 따른 나노선 면적 감소로 성능 저하의 한계가 있었다.
연구팀은 전면-게이트 실리콘 나노선을 수직으로 5단으로 쌓아 문제를 해결했다. 이 5단 적층 실리콘 나노선 채널을 보유한 반도체 트랜지스터는 단일 나노선 기반의 트랜지스터보다 5배의 향상된 성능을 보였다.
또한 수직 적층 나노선 구조는 말 그대로 위로 쌓기 때문에 단일 구조와 달리 면적이 증가되지 않아 집적도 향상에도 기여할 수 있다.
나노선 수직 적층은 개발된 ‘일괄 플라즈마 건식 식각 공정’ 방식을 통해 이뤄졌다. 이 공정은 고분자 중합체를 이용해 패턴이 형성될 영역에 미리 보호막을 친 뒤 등방성 건식 식각을 통해 나노선 구조를 형성하는 기술이다. 수직 적층 나노선 구조는 이 기술의 연속 작용을 통해 확보한 결과물이다.
이 기술은 지속적 소형화로 인해 기술적 한계에 부딪힌 반도체 트랜지스터 분야에 새로운 돌파구를 제시할 것으로 기대된다.
관련 연구가 이전부터 진행됐지만 더 간단한 공정기술을 이용해 가장 많은 나노선 채널의 적층에 성공했기 때문에 비용절감 및 제작 시간 단축, 반도체 트랜지스터의 성능 향상으로 인한 상용화 등에 크게 기여할 것으로 예상된다.
연구팀은 건식 식각 공정 기술이 기존 방법보다 간단하고 안정적으로 수직 적층 실리콘나노선 구조 제작을 가능하게 함으로써 고성능 트랜지스터 개발에 응용 가능할 것이라고 밝혔다.
이병현 연구원과 강민호 박사는 “이번 기술 개발은 미래창조 국가 나노기술 인프라 기관 나노종합기술원의 훌륭한 반도체 연구 기반과 김진수 부장 포함 관련 연구진들의 우수한 공정 능력이 뒷받침돼 가능했다”고 소감을 말했다.
이번 연구는 글로벌프론티어사업 스마트IT융합시스템 연구단의 지원을 받아 수행됐다.
연구를 주도한 이병현 연구원은 우리 대학 최양규 교수 지도하에 박사과정을 수행 중이며, 삼성전자 메모리 사업부의 책임 연구원으로 재직 중이다.
□ 그림 설명
그림1. 일괄 플라즈마 건식 식각 공정 과정의 모식도.
그림2. 서로 다른 방향에서 단면을 관찰한 주사 전자 현미경 사진 및 투과 전자 현미경 사진
2015.11.24 조회수 16624 -
스마트 방진 마스크 ․ 심전도 셔츠 … 2015 웨어러블 컴퓨터 경진대회
“건설현장에서 근로자가 흡입하는 먼지의 양을 모니터링하고 근로자의 낙상도 신속히 파악해 위험을 미리 알려주는 스마트 방진 마스크 시스템입니다.”
5일(목) 오후 1시‘2015 웨어러블 컴퓨터 경진대회’본선대회가 열리는 KAIST KI 빌딩 로비. ‘스마트 방진 마스크 & 암밴드(Armband)’로 대회에 참가한 정범택(30 ․ 성균관대 휴먼ICT융합학과 석사)씨는 자신의 작품을 열심히 설명했다.
정씨는“우리나라 대표적인 산업재해인 분진 호흡기 질환과 낙상사고가 끊이지 않고 있다”며“스마트 방진 마스크 시스템을 활용하면 근로자들의 안전을 실시간으로 파악할 수 있어 사고에 빠르게 대처할 수 있다”라고 개발배경을 밝혔다.
‘스마트 방진 마스크’는 마스크 내부로 일정량의 분진이 유입 되면 작업자의 팔에 착용한 암밴드에 주황색(주의)과 빨강색(경고)의 시각적 경고등이 나타나 위험을 알려주는 기기다. 경고등 기능과 함께 내부에 자이로 센서와 가속도 센서를 가진 암밴드는 근로자의 낙상상황을 파악해 관리자 앱에 근로자 상황을 전달하는 기능도 있다.
올해로 11회를 맞이하는‘2015 웨어러블 컴퓨터 경진대회’가 5일부터 6일까지 KAIST에서 열린다.
‘웨어러블 컴퓨터’는 사용자가 이동 중에도 자유롭게 컴퓨터를 사용하기 위해 신체와 의복의 일부분에 착용할 수 있도록 제작된 기기다. 최근 스마트폰과 연동돼 인터넷 기반의 다양한 서비스 구현이 가능한 제품이 주목을 받고 있다.
‘웨어러블 컴퓨터 경진대회’는 대학생들이 특유의 반짝이는 아이디어와 최신 기술을 이용해 영화나 만화에서 볼 수 있는 착용하는 컴퓨터를 제작해 볼 수 있는 대회다.
올해 대회에는 전국 대학에서 총 102개 팀이 지원했으며 서류심사 및 발표심사를 통과한 지정공모 8팀과 아이디어 공모 3팀이 본선대회에 참가한다.
이날 출품작 중에는 생체신호인 심전도를 본인인증으로 활용하는‘심전도(ECG)보안 스마트 웨어’도 눈길을 끈다. 티셔츠에 부착된 웨어러블 디바이스가 사용자의 심전도를 실시간으로 파악하고 서버에 저장된 본인의 심전도와 비교해 본인인증이 가능한 기기다. 향후 높은 수준의 보안이 요구되는 기업과 금융기관에서 사용이 가능할 것으로 기대된다.
이밖에 ▲ 가방 속 물건을 찾기 쉽도록 플래시 기능을 제공하고 스마트폰 무선 충전이 가능한 가방 ▲ 가상현실을 이용한 시제품 시연 장갑 ▲시각 장애인을 위한 길찾기 신발 ▲ 본인 인증이 가능한 스마트 반지 등 창의적이면서 실용적인 제품이 소개된다.
지정 공모 대상팀에게는 미래부장관상과 500만원의 상금이, 아이디어 공모 대상팀에게는 미래부장관상과 100만원의 상금이 각각 수여된다.
대회 위원장인 유회준 전기및전자공학부 교수는 “이번 대회는 대학생들의 창의적인 아이디어와 스마트 기술이 융합된 최첨단 웨어러블 기기를 볼 수 있는 기회가 될 것”이라고 말했다.
행사의 상세정보는 홈페이지(http://www.ufcom.org)를 통해 확인할 수 있다. 끝.
2015.11.05 조회수 14217 -
스마트폰 과다 사용 절제 가능 앱 개발
이 의 진 교수
스마트폰은 우리 일상에서 없어선 안 될 중요한 도구이다. 하지만 무분별하고 무절제한 사용으로 인해 회의, 모임, 각종 그룹 활동에 방해가 되는 사례가 많아지고 있다.
이러한 문제 해결을 위해 KAIST(총장 강성모) 지식서비스 공학과 이의진 교수 연구팀이 스마트폰 사용을 절제할 수 있는 ‘락앤롤(Lock n’LOL)’ 앱을 개발했다.
스마트폰의 과도한 사용 요인은 알림 메시지로 유발된 외부적 사용 요인과, 습관으로 인한 내부적 사용 요인 두 가지로 구분된다. 또한 단순 메시지 전송 외에도 사진 촬영, 정보 검색 등의 이유로 필요한 경우가 많아 스마트폰 사용 빈도를 줄이기 어려웠다.
연구팀은 이런 문제들은 감안해 스마트폰 사용을 공동으로 절제할 수 있는 그룹 중재 앱인 락앤롤을 개발했다.
락앤롤 앱은 ▲ 공동화면 잠금 및 알림 무음 기능 ▲ 잠깐 사용하기 기능▲ 근거리 사용자 탐지 및 알림 등 세 가지 주요 기능을 제공한다.
공동화면 잠금 및 알림 무음 기능은 그룹 스터디와 같은 단체 활동에 유용하다. 구성원들이 단체로 스마트폰을 잠금 모드로 바꿈으로써 그룹 활동이 원활하게 이뤄질 수 있도록 돕는다.
잠깐 사용하기 기능은 스마트폰 사용이 꼭 필요한 경우 제한된 시간에만 사용을 할 수 있는 기능이다. 한 시간에 5분 사용가능한 시간이 주어지고 추가 이용을 위해선 다른 사람의 허락을 받아야 한다.
마지막 근거리 사용자 탐지 기능은 근거리에 위치한 친구를 자동으로 탐지해 상호간 그룹 스마트폰 절제 수행을 추천하는 기능이다.
특히 근거리 사용자 탐지 기술은 GPS와 같은 위치 서비스가 없어도 와이파이 핫스팟 검색결과를 이용해 근거리에 위치한 친구를 찾아 그룹 절제를 실행할 수 있도록 돕는다.
연구팀은 개발된 앱을 기반으로 KAIST에서 지난 5월부터 25일 간 스마트폰 사용을 절제하는 ‘락앤롤 캠페인’을 진행했다. 캠페인 기간 동안 천 여 명의 학생이 참여해 누적 1만 시간 이상 스마트폰 사용을 절제한 것으로 조사됐다. 참여자들은 락앤롤을 통해 그룹 활동에 대한 방해가 줄고 효과적으로 집중할 수 있었다고 말했다.
이 교수는 “향후 사물인터넷 시대에서는 그룹 활동 방해와 같은 디지털 폐해가 더욱 심각해질 것이다”며 “우리 연구는 이러한 문제의 공학적 해결책을 제시했다는 의의가 있다”고 말했다.
향후 연구팀은 고도화된 상황인지 기술을 적용해 지능적인 사용 중재 서비스를 제공하는 후속 연구와, 청소년들의 스마트폰 사용 절제를 돕기 위한 가족 참여형 서비스 출시를 계획 중이다.
이번 연구는 KAIST 모바일 소프트웨어 플랫폼 연구 센터와 마이크로소프트 애저(Microsoft Azure)의 지원을 받아 진행됐다.
□ 사진 설명
사진 1. 스마트폰 사용 절제 어플리케이션 락앤롤앱 캡쳐화면
사진 2. 락앤롤 앱 누적사용자 및 누적절제시간 그래프
2015.07.29 조회수 12233