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유민수 교수, 아시아大 최초 MICRO 프로그램 위원장 선임
우리 대학 전기및전자공학부 유민수 교수가 2025년 개최 예정인 미국 전기전자공학회(IEEE)/전산공학회(ACM) 마이크로아키텍처 국제 학술대회(MICRO)의 프로그램 위원장(Program Co-Chair)에 선임됐다고 5일 밝혔다. 아시아 대학 교원이 MICRO의 프로그램 위원장으로 선임된 것은 본 학술대회의 57년 역사상 최초다.
올해로 57회째를 맞은 MICRO*는 컴퓨터 아키텍처 분야에서 가장 오랜 역사와 최고의 권위를 가지고 있는 국제 학술대회로, ISCA** , HPCA*** 학술대회와 함께 컴퓨터 아키텍처 분야 3대 국제 학회로 손꼽히고 있다.
* MICRO: IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture
** ISCA: IEEE/ACM International Symposium on Computer Architecture
*** HPCA: IEEE International Symposium on High-Performance Computer Architecture
전 세계의 관련 분야 학자와 기업인이 학술대회에 참가하며 제출된 논문 중 상위 20퍼센트 미만 가량만이 최종 발표 논문으로 선정되는 등 컴퓨터 시스템 분야 최고의 권위를 가진 학술대회로 자리잡았다.
유민수 교수는 2021년 HPCA 학술대회, 2022년 MICRO 학술대회, 2024년 ISCA 학술대회 명예의 전당에 각각 회원으로 추대되었을 정도로 AI를 위한 지능형 반도체, 컴퓨터 시스템 분야 차세대 리더로 주목받는 전문가다.
컴퓨터 아키텍처 분야에 기여한 공로를 인정받아 2025년 제58회 MICRO 학술대회의 프로그램 위원장을 오하이오 주립대학의 라듀 테오도레스큐(Radu Teodorescu) 교수와 함께 맡게 된 유민수 교수는 관련 분야 최고 전문가 300여 명의 프로그램 심사위원단(Program Committee)을 직접 선발하고 대회에 제출될 500여 편의 논문 선정 심사를 주관한다.
유민수 교수는 서강대학교에서 전자공학을 전공했고, KAIST에서 전기전자공학 석사, 미국 텍사스 오스틴 대학에서 컴퓨터공학 박사 학위를 받았다. 엔비디아 리서치(NVIDIA Research)에서 3년간(2014~2017) 근무한 후 2018년부터 KAIST 교수로 재직 중이며, 메타(Meta) AI 방문 연구원으로 근무하기도 했다(2022-2023).
HPCA 최우수논문상(Best Paper Award, 2024), 구글 학술상(Google Research Scholar Award, 2023), 페이스북 패컬티 리서치 어워드(Facebook Faculty Research Award, 2020), 그리고 한국과학기술한림원 Y-KAST(학문 성과가 뛰어난 43세 이하 젊은 과학자) 회원(2023)으로 선정됐다.
유 교수는 “학계와 산업계를 선도할 수 있는 최고 수준의 논문만을 선발하는 MICRO 학회의 전통을 유지해 나가면서도 신생 컴퓨터 하드웨어/소프트웨어 분야의 연구도 포괄적으로 반영할 수 있는 프로그램을 만들도록 노력하겠다”고 말했다.
한편, 제57회 IEEE/ACM MICRO는 올해 11월 미국 텍사스 오스틴에서 개최될 예정이다.
2024.09.05 조회수 1653 -
땀에도 강한 웨어러블 로봇 제어 센서 선보이다
노인, 뇌졸중 환자, 외상 환자들의 다양한 재활치료에 활용되는 웨어러블 로봇이 착용자의 땀, 각질 등에도 끄떡없이 장기간 안정적으로 제어 가능하도록 도와주는 근전도 센서 기술이 개발되어 화제다.
우리 대학 전기및전자공학부 정재웅 교수와 기계공학과 김정 교수 연구팀이 공동 연구를 통해 피부 상태에 영향을 받지 않는 고품질의 전기 생리 신호 측정이 가능한 신축·접착성 마이크로니들 센서를 개발하는 데 성공했다고 23일 밝혔다.
다양한 재활치료에 활용되는 웨어러블 로봇이 사람의 움직임 의도를 인식하기 위해서는 몸에서 발생하는 근전도를 정확하게 측정하는 웨어러블 전기 생리 센서가 필요하다. 하지만 기존의 센서들은 시간에 따라 신호의 품질이 떨어지거나, 피부의 털, 각질, 땀 등의 영향을 많이 받고, 나아가 피부보다 단단한 물성으로 움직임 시 피부 변형을 따라갈 수 없어 노이즈(신호 잡음)를 발생시킬 수 있다. 이러한 단점들은 장시간의 신뢰성 높은 웨어러블 로봇 제어를 힘들게 한다.
이번에 개발된 기술은 잘 늘어나며 접착성이 있는 전도성 기판에 피부 각질층을 통과할 수 있는 마이크로니들 어레이를 집적해 불편함 없이 장기간 고품질의 근전도 측정을 가능하게 할 것으로 예상된다. 이와 같은 우수한 성능을 통해 땀, 각질 등을 제거하는 피부 준비 작업을 거치지 않아도 시간에 따른 착용자의 피부 상태 변화에 상관없이 웨어러블 로봇을 안정적으로 제어할 수 있을 것이라 기대된다.
연구팀은 부드러운 실리콘 중합체 기판을 활용해서 마이크로니들을 집적해 신축·접착성 마이크로니들 센서를 제작했다. 단단한 마이크로니들이 높은 저항을 가진 피부의 각질층을 투과해 피부 접촉 저항을 효과적으로 낮춰 털, 각질, 땀, 이물질로 피부가 오염돼도 고품질의 전기 생리 신호를 얻을 수 있다. 동시에 부드러운 전도성 접착 기판이 사람의 움직임으로 인한 피부의 늘어남에 순응해 편안한 착용감을 제공하고 움직임으로 인한 동작 잡음을 최소화할 수 있다.
연구팀은 개발된 신축·접착성 마이크로니들 센서 패치의 효용성을 검증하기 위해 웨어러블 로봇을 이용한 동작 보조 실험을 진행했다. 다리에 부착된 신축·접착성 마이크로니들 센서 패치는 근육에서 발생하는 전기신호를 감지하고 동작 의도를 웨어러블 로봇에 전송해 사람이 무거운 짐을 손쉽게 들어올릴 수 있도록 도와준다.
마이크로니들 센서 패치를 사용했을 때 피부 상태, 신체 움직임의 크기 및 종류와 상관없이 안정적인 근전도 센싱에 기반한 동작 의도 인식을 통해 웨어러블 로봇이 사용자의 동작을 효과적으로 보조할 수 있음을 연구팀은 확인했다.
이번 연구를 주도한 정재웅 교수는 “개발된 신축·접착성 마이크로니들 센서는 피부 상태에 영향받지 않는 안정적인 근전도 센싱을 통해 더욱 정확하고 안정적인 웨어러블 로봇 제어를 가능하게 하여 로봇을 활용하는 환자의 재활을 더 용이하게 할 수 있을 것이다”라고 말했다.
전기및전자공학부 김희수 박사과정과 이주현 박사과정 학생이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’ 1월 17일 字에 게재됐다.
(논문명 : Skin-preparation-free, stretchable microneedle adhesive patches for reliable electrophysiological sensing and exoskeleton robot control)
한편 이번 연구는 한국연구재단이 추진하는 생체신호센서융합기술개발사업, 전자약기술개발사업, 4단계 BK21 사업의 지원을 받아 수행됐다.
2024.01.23 조회수 3249 -
CES 2024에서 인공지능, 지속가능성 기술 선보이다
우리 대학이 이달 9일부터 12일까지 4일간 '국제전자제품박람회(이하, CES 2024)'에 참가한다.
CES 2024는 미국 라스베이거스에서 진행되는 세계 최대 규모의 박람회다. 'KAIST, 글로벌 가치창출(the Global Value Creator)'을 슬로건으로 정한 올해 전시에서는 '인간 지능, 이동성 및 현실의 범위 확장'과 '인간 보안(Human Security) 및 지속 가능한 발전의 추구'라는 두 가지 주제 아래 출품 기술을 선정했다.
인공지능, 모빌리티, 가상현실, 헬스케어 및 인간 보안, 지속가능발전 등 각기 다른 분야에서 두각을 드러내고 있는 24개의 창업기업 및 예비창업팀의 기술이 KAIST가 라스베이거스 유레카 파크에서 약 232㎡ 크기로 단독 운영하는 부스에서 관람객을 맞을 예정이다.
'인간 지능, 이동성 및 현실의 범위 확장'과 관련된 기술을 다루는 첫 번째 분야에서는 ▴마이크로픽스 ▴파네시아 ▴딥오토 ▴엠지엘 ▴리포츠 ▴나니아랩스 ▴엘팩토리 ▴한국위치기술 ▴오드아이 ▴플랜바이테크놀로지스 ▴무빈 ▴스튜디오랩 등 12개 기업이 참여한다.
'인간 보안 및 지속 가능한 발전의 추구' 분야에서는 ▴알데바 ▴에이디엔씨(ADNC) ▴솔브 ▴아이리스 ▴블루디바이스 ▴배럴아이 ▴티알 ▴에이투어스 ▴그리너즈 ▴아이론 보이즈 ▴샤드파트너스 ▴킹봇 등 12개 업체의 기술이 소개된다. 특히, '알데바'는 생체 모사 소재 및 프린팅 기술로 2023년 대한민국 기업 대상 및 도전 K-Startup 대통령상을 받은 기업으로 현재까지 45억 원 규모의 투자 유치를 달성했다. '나니아랩스'는 제조업 인공지능(AI) 디자인 솔루션 기술을 앞세워 2022년 K-테크 스타트업 대상을 수상했고, 현재까지 35억 원의 투자를 유치했다. '파네시아'는 2024 CES에서 혁신상을 수상한 기업으로 혁신적인 팹리스 인공지능(AI) 반도체 기술을 인정받아 시드라운드(초기 투자단계)로만 160억 원의 투자를 유치했다.
한편, 학생창업팀도 이번 전시에서 활약한다. '스튜디오랩'은 상품 이미지를 업로드하면 상세 페이지를 자동으로 생성하는 소프트웨어인 '셀러캔버스'를 개발해 2024 CES에서 인공지능 부문 최고혁신상을 수상했다.
KAIST 전시관 중앙 스테이지에서는 9일부터 11일까지 참여기업 인터뷰를 진행할 예정이며, 10일 오후 5시부터 오후 7시까지 초청 투자자와 참여기업이 네트워킹하는 KAIST 나이트(NIGHT) 이벤트도 열린다.최성율 기술가치창출원장은 "KAIST는 이번 CES 2024에서 딥사이언스 및 딥테크에 기반한 창업기업을 통해 인류의 지능·모빌리티·공간의 한계를 극복하고, 인간 보안 및 지속가능발전의 문제를 해결하는 글로벌 가치창출 선도대학의 비전을 실현하는 성과를 보여줄 계획이다"라고 밝혔다.
2024.01.02 조회수 5366 -
박인규 교수팀의 전자 코 기술, 2023년 10대 나노기술 선정
우리 대학 기계공학과 박인규 교수 연구팀이 개발한 마이크로 LED 가스 센서가 과학기술정보통신부와 나노기술연구협의회가 수여하는 2023년 10대 나노기술에 선정됐다고 29일 밝혔다. (기술명: 마이크로 LED와 금속산화물 나노소재가 일체된 초저전력 가스센서 기술)
박인규 교수 연구팀은 수십 마이크로미터 크기(마이크로미터: 10-6m)의 초소형 LED 바로 위에 고민감도의 금속산화물 나노소재가 집적된 광활성식 가스센서 플랫폼을 개발했다. 연구팀은 초소형 마이크로 LED에서 나오는 빛이 금속산화물에 전달되어 광활성시키고 가스 감지 소재로 활용되는 원리를 적용하고, 딥러닝 알고리즘을 이용해 여러 종의 가스를 실시간으로 높은 정확도로 선택적 판별하는 전자코 (electronic nose; E-nose) 기술을 개발했다. (가스 종 판별 정확도 99%, 농도 값 예측 오차 14%)
마이크로 LED 가스 센서는 낭비되는 광 에너지 손실 없이 전달 효율을 높여서 초저전력 가스 감지를 실현했다. 기존 가스센서 대비 소모 전력도 1,000분의 1 수준(10-7~10-4 W)으로 획기적으로 절감했고, 수명이 매우 길고 상온에서 동작하기 때문에 언제 어디서나 장시간 안정적으로 구동이 가능하다.
특히, 마이크로 LED 가스 센서를 이용해 단일 센서만으로도 혼합 가스에 섞여 있는 각 가스의 종류 판별과 농도를 예측하는 전자 코 기술도 개발했다. (그림 2) 사람의 후각을 모사한 전자코 시스템은 일반적으로 서로 다른 다수의 가스 센서를 동시에 활용하고 딥러닝 기반의 패턴인식 기술을 적용해 가스들을 구분하는데, 사용되는 센서의 수가 증가할수록 전체 시스템 부피와 소모 전력 또한 증가한다. 이에 비해 연구팀은 단일 센서만으로도 고성능의 전자코 시스템을 개발했고 전체 시스템의 부피와 소모 전력 절감에 기여했다.
박인규 교수와 이기철 박사과정 연구팀은 지금도 지속적으로 마이크로 LED 가스 센서 기술을 개발 중이며 지금까지의 결과를 올해 저명한 SCI 저널들에서 발표했다. (학술지명: ACS Nano, IF: 17.1. Light: Science & Applications, IF: 19.4. Small, IF: 13.3)
연구책임자인 박인규 교수는 "마이크로 LED 기반의 광원 일체형 가스 센서는 상온 동작이 가능하고 기존의 가열 방식 가스 센서에 비해 소모전력이 1,000분의 1 이하 수준으로 초저전력 구동이 가능해 대기오염 모니터링, 음식물 신선도 모니터링, 헬스케어 등 다양한 분야에서도 응용될 수 있는 모바일 가스 센서 기술로 발전될 것ˮ이라고 연구의 의의를 설명했다.
과학기술정보통신부와 나노기술연구협의회는 국가연구개발사업 중 매년 우수한 나노기술 10개를 선정해 나노기술에 대한 대국민 인식을 제고하고, 나노기술의 중요성을 알리고 있으며, 공모 분야는 기초원천기술과 산업화 유망기술 두 가지로 나눠져있다. 수상 시에는 기념 상패와 우수성과를 소개하는 홍보 영상 제작이 지원된다. (2023년 10대 나노기술 유튜브 링크:
https://youtu.be/osxylkXhN6M?si=g3MbDdOMgwuJiWUR)
2023.12.29 조회수 3768 -
원하는 색깔의 마이크로 LED 전사 기술 개발
기존 OLED 등과 비해 전기적·광학적 특성이 우수한 마이크로 LED는 머리카락 두께인 100마이크로미터(μm) 이하 크기의 무기물 LED 칩을 활용하는 차세대 디스플레이용 광원이다. 마이크로 LED의 상용화를 위해선 성장 기판에 배열된 대량의 마이크로 LED 칩을 최종 기판의 정확한 위치에 원하는 배열로 옮기는 ‘전사 공정’이 가장 중요한 핵심기술이지만, 기존 전사 기술들은 별도의 접착제 사용, 정렬 오차, 낮은 수율, 칩 손상 등으로 마이크로 LED 상용화에 많은 어려움이 존재했다.
우리 대학 신소재공학과 이건재 교수 연구팀이 마이크로진공 흡입력을 조절해 대량의 마이크로 LED 칩을 색깔별 원하는 칩들만 선택적으로 전사하는 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.
이 교수팀은 레이저빔 조사시 물질 특성을 조정하여 식각하는 레이저 유도 에칭(Laser-induced etching, LIE) 기술을 활용해 미세 관통홀을 유리 기판에 초당 7,000개 속도로 형성했고, 이를 진공 채널에 연결해 미세진공 흡입력을 발생시켜 마이크로 LED를 전사하는 데 성공했다. 이 기술은 기존 전사 기술 대비 뛰어난 접착력 전환성을 달성하였으며, 다수의 진공 채널별 독립적인 진공 조절을 통해 대량의 마이크로 LED 칩을 선택적으로 전사하였다. 또한 다양한 재료, 크기, 모양, 두께를 지닌 초소형 반도체 칩들을 칩 손상 없이 임의의 기판에 높은 수율로 전사할 수 있었다.
이건재 교수는 “이번에 개발된 마이크로진공 전사 기술은 가파르게 성장하는 마이크로 LED 시장에서 높은 생산 원가를 절감하고 중저가 마이크로 LED 제품 양산화의 핵심 기술로 활용될 것이 기대된다”면서, “현재 얇은 핀으로 칩을 들어 올리는 이젝터 시스템을 적용해 대량의 상용 마이크로 LED를 전사하고, 이를 통해 차세대 디스플레이(대형 TV, 유연․신축성 기기 등) 뿐만 아니라 광-바이오 융합형 미용 면발광 패치 상용화를 진행 중이다”라고 말했다.
한편 이번 연구는 웨어러블플랫폼 소재기술 센터, 중견연구자지원사업, 소부장 전략협력 기술개발사업의 지원을 받아 수행됐으며, 국제 학술지 `네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 11월 26일 자 출판됐다.
2023.12.19 조회수 3635 -
천 배 축소된 분광기로 과일 당도 정밀 측정
눈으로 보기에 잘 익은 사과의 당도를 휴대용 분광기로 정확하게 예측이 가능한 기술이 개발됐다.
우리 대학 바이오및뇌공학과 정기훈 교수 연구팀이 가시광선 및 근적외선 분광을 바탕으로 현장 진단에 적합한 고해상도의 휴대용 분광 센서를 개발하는 데 성공했다고 24일 밝혔다.
물질이 반사 또는 흡수하는 빛의 파장 분포를 통해 고유의 성분을 분석할 수 있다는 면에서 분광측정은 다양한 응용 분야에서 비파괴 시료 분석에 활발히 사용되고 있다. 기존 상용분광기는 실시간 성분분석을 제공하지만, 시스템의 크기가 커서 휴대용이나 현장 진단에 활용하는데 한계가 존재한다.
최근 마이크로나노공정 기술의 발전으로 소형 분광센서가 개발돼 품질 평가, 환경 모니터링, 위약 진단 및 헬스케어 등에서 활용되고 있다. 하지만 현재의 소형 분광센서들은 내부 광부품들의 간소화를 거치며 광학 성능이 크게 저하돼 시료 분석의 정확도를 낮추고 있으며, 여전히 광학 성능이 저하되지 않으면서 동시에 크기를 줄이는 데 어려움을 겪고 있다.
연구팀은 수 밀리미터 두께의 분광기 내로 들어온 가시광선이 석영(Quartz) 속에 제작된 회절판을 거치며 짧은 거리에서 넓게 분산시키는 형태인 고체잠입회절판구조를 최초로 제안하였다. 또한, 회절판과 굴절률이 유사한 렌즈를 접합하여 분산된 빛이 이미지센서에 평면 초점을 맺히도록 설계하여 가시광선 전 영역에서 균일한 분광분해능을 갖도록 제작하였다. 연구팀이 제작한 마이크로분광기 모듈은 8 mm × 12.5 mm × 15 mm의 크기를 가지고, 이는 기존 상용분광기를 1천 배 이상 축소시킨 성과이다. 또한, 상용분광기의 성능과 비슷한 평균 5.8 nm의 고해상도 및 작동 파장 범위 내 76% 이상의 고감도를 나타낸다.
연구팀은 마이크로분광기 모듈의 응용예시를 실험적으로 검증하기 위해 휴대용 분광 센서를 설계·제작하고, 분광 응용 분야 중 가장 대표적인 사례인 과일의 품질 검증을 진행했다. 제작한 마이크로분광기와 백색 LED 등을 결합한 분광 센서는 과일의 표면에 부착하여 손쉽게 분광 신호를 획득했다. 또한, 분광 신호의 형태를 분석하여 과일의 성숙도를 예측해 실제 성숙도와 비교하고, 0.91 이상의 높은 상관계수로 신뢰도 높은 예측 모델을 정립했다.
이를 통해 기존 소형 분광기에서 발생했던 광학 성능의 저하를 고체잠입회절판구조의 마이크로분광기를 이용해 해결하고, 연구팀은 휴대용 분광 센서의 현장 진단에 활용 가능함을 확인했다.
정기훈 교수는 “이 초박형 및 고해상도의 마이크로분광기는 식음료 품질검사는 물론 현장형 검사/진단이 필요한 농수산물·헬스케어 분야뿐만 아니라 고속 품질분석이 필요한 제약·바이오·반도체 검사 분야에서 정확하고 비침습적인 분석을 위한 중요한 도구 역할을 수행할 수 있을 것”이라고 연구의 의미를 설명했다.
우리 대학 바이오및뇌공학과 박정우 박사과정이 주도한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스 (Advanced Science)’에 게재됐다. (논문명: 휴대용 가시광선 및 근적외선 분광 응용 분야를 위한 초박형 고체잠입회절판구조 마이크로분광기, Fully Integrated Ultrathin Solid Immersion Grating Microspectrometer for Handheld Visible and Near-Infrared Spectroscopic Applications)
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부, 재단법인 범부처전주기의료기기연구개발사업단, ㈜파이퀀트의 지원을 받아 수행됐다.
2023.10.24 조회수 3418 -
바이오및뇌공학과 김수지 학생, 이기현 학생, μTAS 2023 국제학회 수상
우리 대학 바이오및뇌공학과의 김수지 석박통합과정(지도교수 박제균), 이기현 박사과정(지도교수 박제균)이 마이크로타스(μTAS) 2023 국제학회(The 27th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences)에서 각각 ‘Springer Nature Best Oral Award First Place(최우수 논문 발표 1등상)’, ‘바이오마이크로플루이딕스 우수논문상(Biomicrofluidics Best Paper Award)’을 수상했다.
μTAS 국제학회는 이번이 27회째로 미세유체기술을 포함하여 극소형 생물, 화학 분석시스템을 다루는 국제학술대회로 올해는 폴란드 카토비체에서 10월 15일부터 19일까지 5일간 열렸고 전세계 39개국에서 900여명이 참석했다.
2021년도 부터 구두발표 수상자를 배출한 ‘Springer Nature Best Oral Award’는 매년 전문가 심사를 거쳐 총 4명이 수상하게 되는데 올해는 김수지 학생이 1등의 영예를 안았다. Springer Nature 출판사에서 발행하는 Microsystems & Nanoengineering 저널측으로부터 1등의 경우 $1,000 의 상금을 받는다. 또한 2021년도 부터 논문 수상자를 배출한 ‘바이오마이크로플루이딕스 우수논문상’은 매년 전문가 심사를 거쳐 총 3편의 논문을 선정해 시상한다. 미국 물리학회 AIP 출판사의 Biomicrofluidics 저널측으로부터 $1,000 의 상금을 받는다.
김수지 학생은 이번 학회에서 ‘천연의 저점도 바이오잉크를 이용한 다층 고해상도 구조물의 하이브리드 바이오프린팅 제조방법(Hybrid biofabrication of multilayered high-resolution constructs using natural and low-viscosity bioinks)’이라는 주제의 연구를 통해 수상했다.
이번에 발표한 김씨의 연구는 생체미세환경 모사를 위한 저점도 생체수화젤의 바이오프린팅 및 적층 기술 “3D MOSAIC (Three-dimensional Micromesh-bioink Overlaid Structure And Interlocked Culture)” 기법이다. 이 연구는 다양한 세포 및 생체재료를 이용한 바이오프린팅과 생체소자 제작 분야에서 창의적이고 넓은 확장성을 가진다는 평을 받아 지난 9월 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’에 게재됐다.
김수지 학생은 “연구 분야 권위 학회에서 구두발표를 통해 연구 내용을 선보이고 수상을 하여 기쁘다”며 “앞으로도 창의적인 연구를 통해 해당 분야의 발전에 기여하겠다”고 말했다.
한편 이기현 학생은 이번 학회에서 ‘다변수 분석을 위한 세포 배양 및 약물 평가용 미세유체소자에 바이오프린팅된 다조성 종양-혈관벽 어레이 (Vascularized multi-composition tumor array bioprinted on a microfluidic cell culture and drug screening system for multivariable analysis)’이라는 주제의 연구를 통해 수상했다.
이기현 학생은 지난 2021년 멀티노즐형 3D 바이오프린터를 개발하여 Biofabrication (2021)과 STAR Protocols (2022)에 세부내용을 발표한 바 있다. 이번 논문에서는 앞서 개발된 멀티노즐형 바이오프린팅 기술을 활용하여 네 가지 약물 농도를 형성할 수 있는 고기능성 미세유체소자에 서로 다른 조성의 종양 어레이를 프린팅하고, 모델 조성과 약물 농도에 따른 12가지 조건의 항암제 스크리닝 결과를 한 번에 분석하는 기술에 관해 연구한 결과를 선보였다.
이기현 학생은 “이번 연구 결과는 미세유체공학과 바이오프린팅 기술을 접목한 실용적인 랩온어칩을 구현하고 응용방안을 제시했다는 데 큰 의미가 있다. 또한, 권위 있는 국제학회에서 그 결과를 인정받을 수 있어서 뿌듯하다”며 “앞으로도 진취적인 연구자로서의 자세를 잃지 않고 꾸준한 발전에 이바지하겠다”고 말했다.
2023.10.24 조회수 3480 -
발열 40% 낮춘 초고해상도 마이크로 LED 기술 구현
디지털화된 현대인 생활 속에는 웨어러블, 롤러블 디스플레이 등 다양한 형태의 미래 디스플레이가 요구되는데 특히 증강현실 및 가상현실을 위한 스마트 글라스 등 디바이스의 경우에 완벽하게 유저들을 몰입시키는데 요구되는 4K 이상의 해상도가 필요하다. 하지만 디바이스에 요구되는 작은 소비전력 및 제한된 면적에 많은 픽셀을 구현해야 하는 기술적 한계에 봉착하여 완벽하게 구현되지 못하고 있는 실정이다.
우리 대학 전기및전자공학부 김상현 교수 연구팀이 소자의 크기가 마이크로미터(μm, 백만분의 1미터) 정도의 크기를 갖는 마이크로 LED의 소형화될 때 소자 효율이 저하되는 현상을 재규명하고 이를 에피택시 구조 변경으로 근본적인 해결이 가능함을 제시했다고 22일 밝혔다.
에피택시 기술이란 마이크로 LED로 사용되고 있는 초순수 규소 (Silicon) 혹은 사파이어 (Sapphire) 기판을 매개체로 삼아 그 위에 발광체로 쓰이는 질화갈륨 결정체를 쌓아 올리는 공정을 말한다.
마이크로 LED는 OLED 대비 우수한 밝기, 명암비, 수명이라는 장점이 있어 활발히 연구되고 있으며, 삼성전자는 지난 2018년에 ‘The Wall’이라는 마이크로 LED를 탑재한 제품을 상용화했고, 애플은 2025년에 마이크로 LED를 탑재한 제품이 상용화될 것이라는 전망이 있다.
마이크로 LED를 제작하기 위해선 웨이퍼 위에 성장된 에피택시 구조를 식각 공정을 통해 원기둥 혹은 직육면체의 모양으로 깎아서 픽셀들을 형성하는데, 이 식각 과정에는 플라즈마 기반의 공정이 동반된다. 그러나, 이러한 플라즈마들은 픽셀 형성 과정에서 픽셀의 측면에 결함들을 발생시킨다. 따라서, 픽셀 사이즈가 작아지고 해상도가 높아질수록 픽셀의 표면적 대 부피의 비율이 상승해 공정 중 발생하는 소자 측면 결함이 마이크로 LED의 소자 효율을 더 크게 감소시킨다. 이에 따라, 측면 결함을 완화 혹은 제거하는 것에 많이 연구가 진행됐지만 이러한 방식은 에피택시 구조를 성장한 뒤 후공정으로 진행해야 하는 만큼 개선의 정도에 한계가 존재한다.
연구팀은 마이크로 LED 소자 동작 시 에피택시 구조에 따라 마이크로 LED의 측벽으로 이동하는 전류의 차이가 발생한다는 것을 규명했고, 이를 기반으로 측벽 결함에 민감하지 않는 구조를 설계하여 마이크로 LED 소자 소형화에 따른 효율 저하 문제를 해결하였다. 또한, 제시된 구조는 디스플레이 구동 시 발생하게 되는 열을 기존 대비 40% 정도 낮출 수 있어 초고해상도 마이크로 LED 디스플레이 상용화를 위한 연구로써 큰 의미를 갖는다.
우리 대학 전기및전자공학부 김상현 교수 연구팀의 백우진 박사과정이 제 1 저자로 주도하고 김상현 교수와 충북대학교 금대명 교수(KAIST 박사 후 연구원 재직 당시) 가 교신저자로 지도한 이번 연구는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 3월 17일 字 출판됐다 (논문명: Ultra-Low-Current Driven InGaN Blue Micro Light-Emitting Diodes for Electrically Efficient and Self-Heating Relaxed Microdisplay).
김상현 교수는 “이번 기술 개발은 마이크로LED의 소형화의 걸림돌이었던 효율 저하의 원인을 규명하고 이를 에피택시 구조의 설계로 해결한 데에 큰 의미가 있고 앞으로 초고해상도 디스플레이에 활용될 것이 기대된다”라고 말했다.
한편 이번 연구는 삼성미래기술육성센터의 지원을 받아 수행됐다.
2023.03.22 조회수 6585 -
KAIST 미래정부리더십센터(센터장 김성희 교수), 과학기술정책 교육과정 혁신에 기여, 과학기술정보통신부 장관상 수상
우리 대학은 지난 10개월간 KAIST 내 미래정부리더십센터에서 중앙부처 과장급 공무원중 공개경쟁을 통해 선발한 우수한 공무원 15명 교육을 위해서 KAIST 전일제 과학기술교육과정인 ‘미래과학기술정책과정(FSTP)’을 신설하여 총1,365시간동안 104개 주제학습의 첨단 과학기술 교육을 실시하였다.
동 과정의 교육생은 매주7시간씩 43주간 글로벌 첨단과학기술교육을 받았는데, 미래전략, 미래기술, 글로벌혁신, 지식재산 및 일자리 창출, 국정철학 및 리더십 등 5개 대주제 학습을 토대로 문술미래전략대학원 등 28개 학과 및 연구소 소속 85명 KAIST 교수, 외부 전문가 13명 도합 98명으로 구성된 강사진으로부터 미래전략 등 104개 주제학습을 수강하였다.
또한, 대덕연구단지내 한국전자통신연구원 등 12개 연구기관의 연구소를 견학을 하였는데, 이를 통해 각 연구기관의 현황, 애로사항을 청취함으로 향후 정책 수행에 반영함으로 민관이 서로 소통 하는 좋은 기회였고, 연구기관도 정부와 연구기관간 격의 없는 소통의 기회가 되었으며 명실상부한 과학기술이 접목된 국가정책과 과학기술의 융합된 새로운 식견을 갖춘 미래정책지도자를 양성하는 좋은 기회이라고 환영하였다.
따라서, 교육생 15명 전원은 KAIST ‘마이크로디그리’ (그중 2명은 문술미래전략대학원 교과석사 2023년 진학)를 받는등 교육성과를 인정받았다.
이러한 혁신적인 교육성과로 미래정부리더십센터장(김성희교수)는 2022년 과학기술정보통신부 장관상을 수상했다.
아울러 본 미래과학기술정책과정(FSTP)과정은 인사혁신처로부터 공무원 과장급 장기연수 교육프로그램중 “과학기술 인재양성”을 위해 국내 대학 최초로 개설한 우수한 교육과정으로 인정을 받았으며 2023년부터는 20명으로 확대되어 10개월간 KAIST 본원 미래정부리더십센터(FGLC, N28동)에서 운영중이다.
미래과학기술정책과정(FSTP, Future Government Science& Technology Policy Program)은 KAIST의 고유한 교육프로그램인, Education 4.0에 기반 한 온.오프라인 블랜디드 맞춤형 강의 및 토론, 현장학습, 발표 등 다양하고 새로운 교육방식을 활용하고 있는데, 특히 이광형 총장의 교육 방침인 QAIST(Question, Advanced Research, Internationalization, Start-up, Trust) 교육을 통해, 교수와 교육생이 벽이 없는 수평적 토론에서, 다양한 질문을 통해 본질적 이슈를 만들어 가며 심층적 결론을 도출하게 하는 질문 기반의 강의, 토론 및 발표의 혁신적인 교육을 하였다.
그중, 실패학습포럼에는 KAIST의 실패연구소와 함께, 실패 사례를 근간으로 발전적 미래 정책 추진 전략을 모색하는 실패 학습 커뮤니티와 관련 포럼을 추진하였는데, 교육생 스스로가 실패 관련 도서나 TED 강연을 통해 다양한 실패 사례를 발굴하여 실패 요인 분석 및 토론을 통해, 국민의 혈세로 만들어진 정부의 R&D 사업이 실패하지 않도록 그 방지책을 연구하며 모델을 개발하였다.
본 교육과정을 수료한 중앙부처 과장급 15명은, 4차 산업혁명을 주도하는 미래 기술을 이해하고, 국가 경쟁력 확보를 위한 기술 발전 전략과 지속 가능한 과학기술 및 R&D 정책 수립을 할 수 있는, 미래 정책 지도자가 될것이며, 궁극적으로는 미래 산업 생태계를 글로벌 관점에서 볼 수 있는, 글로벌 혁신을 통한 국가 일자리 창출의 안목을 갖춘 과학기술자가 될 것이다.
동 과정을 운영하는 KAIST 미래정부리더십센터는 KAIST의 4,5급 공무원 교육프로그램(AeG, ASP)들을 20년간 운영한 경험이 풍부한 김성희 초빙교수를 센터장으로 임명하였고, 그 외 문술미래전략대학원, 과학기술정책대학원 교수을 구성원으로 조직하여서 동 과정이 성공리에 맞추도록 만반의 준비를 하였다.
* AeG과정 (Advanced Public Innovation & eGovernance Program,공공혁신 eGovernace 고위과정) 5급 이상 공직자 교육프로그램
* ASP(Advanced National Future Strategy Program, 국가미래전략고위과정) 4급 이상 공직자 교육프로그램
2023.03.07 조회수 5450 -
머리카락 굵기의 1/100보다 작은 초고해상도 디스플레이 픽셀 구현 기술 개발
초고해상도 디스플레이는 가상 현실(VR), 증강 현실(AR), 스마트 워치 등의 차세대 전자제품 개발에 필수적인 요소로, 헤드 마운트 디스플레이 방식 뿐 아니라 스마트 글라스, 스마트 렌즈 등에도 적용이 가능하다. 이번 연구를 통해 개발된 기술은 이러한 차세대 초고해상도 디스플레이나 다양한 초소형 광전자 소자를 만드는 데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
우리 대학 물리학과 조용훈 교수 연구팀이 집속 이온 빔을 이용하여 평균 머리카락 굵기(약 100 마이크론)의 100분의 1보다도 작은 0.5 마이크론 스케일의 픽셀을 구현할 수 있는 초고해상도 발광 다이오드 (LED) 디스플레이 핵심 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.
현재 초고해상도 LED 디스플레이의 픽셀화는 보통 픽셀 주변의 영역을 물리적으로 깎아내는 식각 방법을 사용하는데, 주변에 여러 결함이 발생하여 픽셀이 작아질수록 누설전류가 증가하고 발광 효율이 떨어지는 부작용이 있다. 또한 픽셀화를 위한 패터닝 및 누설전류를 막기 위한 후공정 과정 등 여러 복합한 공정이 필요하다.
조용훈 교수 연구팀은 집속 이온 빔을 이용해 복잡한 전, 후 공정 없이도 마이크로 스케일 이하의 크기까지 픽셀을 만들 수 있는 기술을 개발했다. 해당 방법은 집속 이온 빔을 약하게 제어하여 물질 표면에 어떤 구조적 변형을 일으키지 않고, 발광하는 픽셀 모양을 자유자재로 설정할 수 있다는 장점이 있다.
집속 이온 빔 기술은 재료공학이나 생물학 등의 분야에서 초고배율 이미징이나 나노 구조체 제작 등에 널리 쓰여 왔다. 그러나, LED와 같은 발광체 위에 집속 이온 빔을 사용하면 빔을 맞은 부분과 그 주변 영역의 발광이 급격히 감소하기 때문에 나노 발광 구조를 제작하는 데 장벽으로 작용되어 왔다. 이에 조용훈 교수 연구팀은 이러한 문제들을 역발상으로 이용하게 되면 서브 마이크론 (sub-micron) 스케일의 초미세 픽셀화 방식에 활용할 수 있다는 점을 착안했다.
연구팀은 표면이 깎이지 않을 정도로 세기가 약화된 집속 이온 빔을 사용했는데, 집속 이온 빔을 맞은 부분에 발광이 급격히 줄어들 뿐만 아니라 국소적인 저항도 크게 증가함을 알아내었다. 이로 인해 LED 표면을 평평하게 유지되면서도 집속 이온 빔을 맞은 부분은 광학적 및 전기적으로 격리가 되어 개별적으로 작동을 할 수 있는 픽셀화가 가능하게 된다.
연구를 주도한 조용훈 교수는 “집속 이온 빔을 이용해 복잡한 공정이 없이도 서브 마이크론 스케일의 초소형 픽셀을 만들 수 있는 기술을 새롭게 개발했고, 이는 차세대 초고해상도 디스플레이와 나노 광전소자에 응용될 수 있는 기반 기술이 될 것” 이라고 말했다.
물리학과 문지환 석사와 김바울 박사과정이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 한국연구재단의 중견연구자지원사업 및 정보통신기획평가원의 지원을 받아 수행됐으며, 재료 과학 분야의 세계적 학술지인 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’에 2월 13일 字에 온라인 출간되었고, 다음 오프라인 출간호의 내부 표지로도 선정됐다. (논문명: Electrically Driven Sub-Micron Light-Emitting Diode Arrays Using Maskless and Etching-Free Pixelation)
2023.02.22 조회수 5384 -
KAIST 첫 마이크로디그리, 반도체실무인력 양성과정 1기 수료식 개최
우리 대학이 25일 '시스템반도체설계 실무인력양성과정' 1기 수료식을 개최했다.
KAIST IDEC 동탄 교육장에서 열린 '시스템반도체설계 실무인력양성과정' 1기 수료식에서는 우리 대학 개교 이래 첫 마이크로디그리가 수여됐다.
'시스템반도체설계 실무인력양성과정'은 KAIST 반도체설계교육센터(소장 박인철, IDEC)가 지난 8월 개설했다. 산업 현장에 투입할 수 있는 실무 인력 양성을 목표로 아날로그 트랙 40명, 디지털 칩 설계 특화 트랙 40명 등 총 80명을 선발해 16주 동안 반도체 설계 전문 교육을 진행했다.
1기 교육생 중 교육과정의 85% 이상을 출석하고 과목별 평가에 통과한 62명이 정규 학위와 구분되는 별개의 미니 학위인 마이크로디그리와 IDEC 수료증을 받았다.
첫 마이크로디그리의 주인공이 된 김유연 씨(25, 경희대 전자공학과 졸업)는 "실습 문제를 해결하기 위해 머리를 맞대준 강사진과 진로에 대한 고민을 함께 나눠준 동기들 덕분에 첫 번째라서 더 뜻깊은 KAIST의 마이크로디그리를 받게 되어 기쁘다"라고 소감을 밝혔다.
이어, 김 씨는 "다양한 소프트웨어(EDA tool)가 지원된 덕분에 실무 현장과 가장 유사한 환경에서 칩 설계 과정을 경험할 수 있었다"라고 교육 과정을 평가했다.
김 씨는 수료식 이후 반도체 설계 전문 팹리스(Fabless : 반도체를 직접 생산하지 않고, 설계 및 기술 개발만 하는 기업) 스타트업에 입사할 예정이다. 교육생들을 대상으로 열린 협력 기업의 잡페어(Job fair)에 참가해 취업까지 연계됐다.
KAIST IDEC에서는 제2기 교육생 선발을 진행하고 있으며, 총 80명 선발에 530명이 지원해 약 7대 1의 높은 경쟁률을 기록했다. FPGA(Field Programmable Gate Array: 용도에 맞게 회로를 다시 새겨넣을 수 있는 비메모리 반도체) 특화 과정 및 아날로그 칩 설계 특화 과정의 교육을 운영할 계획이다.
박인철 KAIST IDEC 소장은 25일 열린 수료식에서 "배움에 대한 열정과 노력으로 교육과정을 이수한 수강생들의 수료를 축하한다"라며 "본 프로그램에서 배운 지식과 경험을 바탕으로 반도체 산업 발전의 선도적인 역할을 다해 줄 것"을 당부했다. 25일 열린 수료식에는 이광형 총장이 참석해 수료생들에게 마이크로디그리를 수여하고 격려했다.
2022.11.28 조회수 4655 -
면 발광 마이크로 LED 패치 개발로 피부 미백에 획기적 효과
우리 대학 신소재공학과 이건재 교수팀과 세브란스 오상호 교수팀이 멜라닌 생성 억제를 위한 *면 발광 마이크로 LED 피부 패치를 개발했다고 10일 밝혔다.
☞ 면 발광 마이크로 LED 피부 패치: 인간의 머리카락의 ~1/100 의 두께를 가지는 매우 작은 LED 칩을 사용하여 제작한 인체에 부착 가능한 광치료 패치다. 기존의 점 발광의 특성을 가지는 LED와 달리, 구형 실리카 입자를 이용한 빛의 산란을 통해 면 발광의 특성을 갖는다.
멜라닌은 피부 내 존재하는 갈색 또는 흑색 색소로, 자외선 혹은 스트레스와 같은 외부 요인에 의해 비정상적으로 합성될 경우, 기미, 주근깨, 검버섯 등의 질환 형태로 나타나기 때문에 정상적으로 치료할 필요가 있다.
최근 피부질환 치료 및 미용을 위한 LED 기기들이 지속적으로 출시되고 있지만, 치료 효과에 있어서는 여전히 논란이 있다. 이는 LED가 피부에 밀착될 수 없어, 거리에 따른 광 손실 및 발열 문제로 인하여 역효과를 낼 수 있기 때문이다. 유의미한 피부 미용 효과를 얻기 위해서는 LED 광원을 피부에 밀착하여 조사함으로써, 균일한 빛을 피부 진피 내까지 효과적으로 전달해야 한다.
이에, 이건재 교수팀은 천여 개의 마이크로 LED를 4×4 cm2의 플라스틱 기판 위에서 구현하고, 빛의 확산을 위한 실리카 입자를 코팅함으로써 피부에 밀착하여 붙일 수 있는 면 발광 마이크로 LED 패치를 제작했다. 100 마이크로미터(μm) 크기의 마이크로 LED는 매우 작아 유연성을 가지며, 수직으로 배열된 전극은 LED의 발열을 줄여, 인간 피부 위에서 열적 손상 없이 장시간 구동 가능하다.
연구팀은 인간 피부 세포와 쥐의 등 피부에 면 발광 마이크로 LED 패치를 밀착시키고 조사하여 멜라닌 생성 억제 효능을 확인하였으며, 기존 상용 LED 대비, 피부 조직에 미치는 독성이 적을 뿐만 아니라, 효과적이고 일관된 경향으로 멜라닌 생성량을 감소시키는 데 성공했다. 또한, 피부 조직 분석을 통하여 멜라닌 생성에 관여하는 MITF (microphthalmia-associated transcription factor), Melan-A, 티로시나아제를 포함하는 단백질 및 효소 발현의 억제가 확인되었다.
이건재 교수는 "이번에 개발한 무기물 기반 면 발광 마이크로 LED 패치는 광 효율, 신뢰성, 수명 등이 우수하며, 기존 광 치료 기기와 달리 부작용은 줄이고 치료 효과를 극대화하여 코스메틱 분야에 큰 영향을 줄 것”이라고 말했다. 면 발광 마이크로 LED 패치는 현재 이 교수가 교원 창업한 ㈜프로닉스에 기술이전되어, 양산 장비를 갖추고 내년 3월 제품 출시를 앞두고 있다.
이번 연구는 웨어러블플랫폼 소재기술센터, 휴먼플러스 융합연구개발사업의 지원을 받아 수행됐으며, 국제 학술지 `어드밴스드 헬스케어 메터리얼즈(Advanced Healthcare Materials)'에 11월 게재됐다.
2022.11.10 조회수 5358