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〈박 용 근 교수〉
우리 대학 물리학과 박용근 교수 연구팀이 개발한 3차원 홀로그래픽 현미경 기술이 상용화됐다.
박 교수는 작년 9월 광학측정 첨단기술 분야에서 두터운 경험을 가진 홍기현 대표와 공동으로 ㈜토모큐브(TomoCube, Inc.)를 설립해 상용화 제품을 출시했다.
기존의 현미경 기술은 형광 물질 등으로 염색해야 3차원 영상 획득이 가능했고, 이 과정에서 살아있는 세포를 관찰하기 어려웠다. 특히 체내에 다시 주입해야 하는 면역세포나 줄기세포 등에는 적용이 원천적으로 불가능했다.
토모큐브는 디지털 홀로그래피 기술을 이용해 CT촬영의 원리를 레이저로 현미경 수준에서 구현했다. 이 홀로그래픽 현미경은 살아있는 세포와 조직을 염색하지 않아도 실시간 3차원 영상 측정이 가능하고 세포 내부를 관찰할 수 있다.
박 교수의 높은 기술력과 성장 가능성은 금융권에서도 주목을 받았다. 창업 직후 다수의 국내외 벤처투자회사에서 투자 의향을 밝혔고, 이 중 소프트뱅크벤처스와 한미사이언스에서 공동투자를 집행해 창업 6개월 만에 30억 원의 투자를 유치했다.
이 시제품은 이미 서울대 분당병원과 보라매병원에서 사용되고 있다. 이 현미경은 지난 2월 미국 샌프란시스코에서 열린 ‘포토닉스 웨스트 2016(Photonics West 2016)’에서 발표돼 관계자들의 주목을 받았고 현재 전 세계 유통망을 설립 중이다.
토모큐브 측은 “이 기술은 세포를 관찰하는 현미경 기술의 새 패러다임이다”며 “향후 제약, 신경세포학, 면역학, 혈액학, 세포생물학 등 다양한 분야에 확산될 것으로 기대된다”고 전했다.
박 교수는 “KAIST 창업원의 체계적 지원을 통해 단기간에 효과적인 창업이 가능했다”며 “향후 대한민국의 신 성장을 주도할 첨단 의료기기, 바이오업체가 계속 나오길 희망한다”고 말했다.
관련 제품은 ㈜토모큐브의 홈페이지(http://www.tomocube.com) 을 통해 예약주문 할 수 있다.
□ 그림 설명
그림1. ㈜토모큐브사의 3차원 홀로그래피 현미경 제품 사진
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그림2. ㈜토모큐브사의 현미경으로 측정한 다양한 세포 의 3차원 영상(적혈구, 백혈구, 간세포)
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연구 인공지능 결합한 홀로그래픽 현미경 기술 총망라
의생명공학 연구에 일반적으로 사용되는 현미경 기술들은 염색이나 유전자 조작을 해야만 관찰할 수 있다는 한계가 있다. 하지만 염색이 된 세포들은 치료 목적으로 활용할 수 없어 세포나 조직을 살아있는 상태 그대로 관찰할 수 있는 홀로그래픽 현미경과 이를 체계적으로 분석할 수 있는 인공지능을 결합한 의생명공학 연구의 활용 방안 및 문제점에 대한 분석이 필요하다. 우리 대학 물리학과 박용근 교수 연구팀이 국제 학술지 `네이처 메소드(Nature Methods)'에 홀로그래픽 현미경과 인공지능 융합 연구 방법론을 조망한 견해 (perspective)를 게재했다고 14일 전했다. 연구팀은 기존 현미경 기술 대비 홀로그래픽 현미경의 이미지 복원 기술이 시간을 많이 필요하고 전처리 없이 세포나 조직을 찍을 수 있다는 장점이 있지만, 대신에 그만큼 결과물 분석에 많은 시간과 노력을 들여야 한다고도 분석했다. 박용근 교수 연구팀은 이런 문제점을 홀로그래픽 현미경과 인공지능과의 통합을 통해
2023-11-14 -
연구 마스크 하나로 선명한 3D 홀로그래픽 센서 구현
일반카메라에 비해 홀로그래픽 카메라는 물체의 3D 정보를 획득하는 능력 덕분에 현실감 있는 영상을 제공한다. 하지만 기존 홀로그래픽 카메라 기술은 광파(光波)의 간섭 현상을 이용하여 빛의 파장·굴절률 등을 측정하는 장치인 간섭계를 사용하여 복잡하고 주변 환경에 민감한 단점이 있다. 우리 대학 물리학과 박용근 교수 연구팀이 3차원 홀로그래피 이미징 센서 기술의 새로운 도약을 이뤘다고 23일 발표했다. 연구팀은 복잡한 간섭계를 사용하지 않는 혁신적인 홀로그래피 카메라 기술을 발표했다. 이 기술은 마스크를 이용해 빛의 위상 정보를 정밀하게 측정하며, 이에 따라 물체의 3D 정보를 더욱 정확하게 재구성할 수 있다. 연구팀은 제시한 혁신적인 방법은 수학적으로 특정 조건을 만족하는 마스크를 일반 카메라에 추가하고, 이를 통해 측정한 레이저 산란광을 컴퓨터 상에서 분석하는 방식이다. 복잡한 간섭계가 필요하지 않고, 더욱 단순화된 광학 시스템을 통해 빛의 위상 정보를
2023-08-23 -
연구 엑스선 현미경 해상도 한계 극복
엑스선 현미경은 대부분 물질을 투과하는 장점이 있어 흉부 엑스선이나 CT 촬영을 통해 신체 내부 장기와 골격을 비침습적으로 관찰할 수 있다. 최근에는 반도체, 배터리의 내부 구조를 나노스케일에서 정밀하게 관찰하기 위해 엑스선 영상 기술의 해상도를 높이려는 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 우리 대학 물리학과 박용근 교수 연구팀이 포항가속기연구소 임준 박사 연구팀과 공동연구를 통해 기존 엑스선 현미경의 해상도 한계를 극복할 수 있는 원천 기술 개발에 성공했다고 12일(수) 밝혔다. 물리학과 이겨레 박사가 제1 저자로 참여한 이번 연구는 광학 및 광자학의 세계적인 학술지인 `라이트: 사이언스 앤 어플리케이션 (Light: Science and Application)' 4월 7일 字에 출판됐다. (논문명: Direct high-resolution X-ray imaging exploiting pseudorandomness). 엑스선 나노 현미경은 굴절 렌즈가 없어 렌즈 대용으로
2023-04-12 -
연구 새로운 인공지능 형광 현미경 적용, 뇌 신경세포 등 3차원 고화질 영상기술 개발
우리 대학 김재철 AI 대학원 예종철 교수 연구팀이 서울대학교 장성호 교수팀, 포스텍 김기현 교수팀과 공동연구를 통해 형광 현미경의 오랜 문제인 이방성(Anisotropy)을 해결해, 3차원 영상 화질을 획기적으로 끌어올리는 인공지능 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 이방성 문제란 형광 현미경으로 3차원 영상을 획득하는 데 있어 빛의 성질로 인해 영상 공간 방향 간에 적게는 2~3배, 많게는 10배까지도 화질 차이가 발생하는 문제를 뜻한다. 예를 들면 3차원 영상을 보는 각도마다 화질의 차이가 발생하는 것이다. 연구팀은 수학적 기법인 최적 수송이론 기반을 둔 새로운 인공지능 시스템을 개발해 공초점 현미경과 광 시트 현미경에 적용했다. 기존 인공지능 기법들과는 다르게, 인공지능 학습 데이터가 따로 필요하지 않고, 하나의 3차원 영상만으로도 인공지능 학습에 적용할 수 있다는 점에서 획기적이라 볼 수 있으며, 생물학 연구자들에게 생물 표본의 3차원 고화질 영상 획득에 큰 도움을
2022-06-29 -
연구 인공지능 이용해 3차원 홀로그래피 현미경의 박테리아 신속 식별 기술 개발
우리 대학 물리학과 박용근 교수 연구팀이 홀로그래피 현미경과 인공지능을 이용한 신속 박테리아 병원균 식별 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 병원균의 조기 식별은 감염질환 치료에 필수적이다. 치명적인 상태로 진행되기 전에 감염균에 맞는 효과적인 항생제의 선택과 투여가 가능해지기 때문이다. 하지만 현재의 일상적 병원균 식별은 통상 수일이 소요된다. 이로 인해 감염 초기 식별 결과 없이 실증적인 처방으로 항생제를 투여하는 사례가 빈번하며, 이로 인해 패혈증의 경우 치명률이 50%에 달하며 항생제 남용으로 인한 슈퍼박테리아 문제도 발생한다. 기존 방법으로 병원균 식별이 오래 걸리는 원인은 긴 박테리아 배양 시간이다. 질량 분석기로 대표되는 식별 기술들은 일정량 이상의 박테리아 표본이 확보되어야 균종과 관련된 분자적 신호를 검출할 수 있다. 이로 인해, 환자에서 추출한 시편을 하루 이상 배양해야만 검출이 될 정도의 박테리아 개수가 확보된다. 광학 분야의 저명 학술지인 `빛: 과
2022-06-27