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성균관대 손동희·박진홍 교수 공동연구팀, 신축성 인공신경 기반의 센서 및 디스플레이 통합 시스템 개발
성균관대 손동희·박진홍 교수 공동연구팀, 신축성 인공신경 기반의 센서 및 디스플레이 통합 시스템 개발
  • 하영 기자
  • 승인 2021.09.14 09:36
  • 댓글 4
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- SKKU-IBS-SNU 공동연구, 어드밴스드 머터리얼즈 9.12(일) 논문 게재
- 센서 입력부와 작동 출력부 및 뉴로모픽 구성 요소를 모두 통합한 시스템 개발
- 차세대 지능형 웨어러블 시스템 개발 연구 혁신 기대

 기존의 신축성 전자소자는 동적 환경에서도 탁월한 전기적․기계적 신뢰성으로 인해 스마트 인공피부에 사용할 수 있는 모듈로 널리 알려져 왔다. 그 결과 촉각, 열, 습도와 같은 다양한 외부 자극을 모니터링하고 처리된 정보를 감각 신경에 전달할 수 있는 감각(센서) 지능(뉴로모픽) 시스템(sensory intelligent system)이 많은 분야에 응용되고 있다. 하지만 각 센서 입력부와 작동 출력부를 뉴로모픽 구성 요소와 함께 통합하여 하나의 시스템으로 만드는 것은 여전히 어려운 문제다. 

▲(왼쪽부터) 손동희 교수, 박진홍 교수

 이에 성균관대학교(총장 신동렬) 전자전기컴퓨터공학과 손동희 교수 연구팀(제1저자 윤지용 박사과정)은 전자전기컴퓨터공학과 박진홍 교수 연구팀, 서울대학교 곽정훈 교수 연구팀과 공동연구를 통해, 인공 기계적 감각 수용체, 인공 시냅스 및 인공 표피 광학 액추에이터로 이루어진 생체 기능 모방 신축성 감각-뉴로모픽 시스템(Stretchable sensory-neuromorphic system)을 개발했다.

▲정전용량식 압력 센서, 비휘발성 저항 변화 메모리 및 양자점 발광 다이오드로 구성된 생체 기능 모방 신축성 감각-뉴로모픽 시스템

 연구팀이 개발한 시스템은 각각 정전용량식 압력 센서, 차세대 비휘발성 저항 변화 메모리인 RRAM 및 양자점 발광 다이오드로 구성되었다. 또한 효과적인 응력 분산이 가능한 rigid-island 구조를 통해 피부 변형 범위 (약 25%의 변형률)에서도 안정적으로 실시간 촉각 감지, 패턴 학습․추론, 피드백 발광 시각화가 가능하다.

▲신축성 있는 소결 없이 인쇄 가능한 전극과 이를 이용하여 제작한 정전용량식 압력 센서, 저항 변화 메모리 및 양자점 발광 다이오드 소자

 연구팀은 전극이 기하학적으로 접히거나 펴지는 효과(물결 모양 디자인)를 이용한 기존 rigid-island 구조 대신 용매의 증발 속도를 제어하여 160%의 높은 신축성 및 18,550S/cm의 높은 전도도를 갖는 소결 없이(sinter-free) 인쇄 가능한 본질적으로 신축성 있는 전극을 이용한 rigid-island 구조를 사용했다. 고안된 디자인을 통해 열에 민감한 신축성 전자 소자의 열 열화를 방지하면서도 기존의 물결 모양 디자인을 이용한 신축성 소자 대비 면적밀도와 구조적 안정성을 모두 개선하였다. 나아가 연구팀은 피부 변형 범위에서도 훈련 및 추론을 할 수 있는 인공신경망(Artificial Neural Network)을 통해 다양한 패턴의 자극을 정확하게 인식해낼 수 있었다.

▲인공신경망을 통해 피부 변형 범위(_25%)에서도 안정적으로 동작 가능한 생체 기능 모방 신축성 감각-뉴로모픽 시스템
▲인공신경망을 통해 피부 변형 범위(_25%)에서도 안정적으로 동작 가능한 생체 기능 모방 신축성 감각-뉴로모픽 시스템

 손동희 교수는 “스마트 인공피부 분야의 한계였던 하나의 시스템으로의 통합을 혁신적으로 개선시킬 수 있는 새로운 패러다임의 생체 기능 모방 신축성 감각-뉴로모픽 시스템을 개발한 것으로, 개인 맞춤형 생체 신호 모니터링으로 치료 및 재활에 크게 기여할 수 있다”며 “향후 빅데이터․인공신경망 기반의 차세대 지능형 웨어러블 시스템을 개발 및 구현하는 데 아주 중요한 초석이 될 것으로 기대된다”고 연구 의의를 설명했다.

 본 연구는 기초과학연구원(IBS-R015-D1), 과학기술정보통신부-한국연구재단기초연구사업(신진연구 No. 2020R1C1C1005567), 과학기술정보통신부-정보통신기획평가원 정보통신․방송 기술개발사업(No.2020-0-00261), ICT명품인재양성사업(IITP-2020-0-01821), SMC-SKKU 미래융합연구 과제의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 성과는 권위 있는 국제 학술지인 어드밴스드 머터리얼즈 (Advanced Materials, IF: 30.849)에 9.12(일) 게재되었다.
※ 논문명 : A bioinspired stretchable sensory-neuromorphic system


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윤진한 2021-09-14 16:26:36
연세대(일본강점기 연희전문 후신 연세대. 국시 110브 연세대), 고려대(구한말 서민출신 이용익이 세운 보성전문이 모태, 동학란을 일으킨 천도교 소속이다가, 해방후 친일파 김성수가 인수 고려대로 변경).

윤진한 2021-09-14 16:25:54
일류,명문끝. 法(헌법,국제관습법).교과서(국사,세계사)>입시점수 중요.여기서부터는 이이제이에 적응해 버티는게 생명력이 오래갈것. 어떻게 정리해야 할지 잘 모르겠음. 주권.자격.학벌없는 왜구 서울대밑에서 대중언론으로는 밑에있던 대학들이라 주권.학벌없이 이이제이가 적당함. 논란必要. 국가주권.자격.학벌없이 임시정부요인 개인설립 국민대,신흥대(경희대),인하대(공대)>완충女 이화여대. 중앙대, 한양대(공대만),가톨릭대(醫),항공대, 後포항공대,특목대로는 육사,後경찰대,카이스트. 그리고 패전국 일본 잔재로 주권.자격.학벌이 없어온 왜구잔재 서울대(100번),왜구 초급대출신 부산대.경북대.전남대.이리농림고 후신 전북대 농대가 기반이며 초급대등 병합한 전북대,왜구 초급대출신 시립대,연세대(일본강점기 연희전문 후신 연세

윤진한 2021-09-14 16:24:55
석전대제로 유교의 부분집합중 하나임.과거와 마찬가지로 앞으로도 교과서 교육은 거의 변할 사유가 없을것입니다. 한국에서는 Royal성균관대(한국 최고대), Royal 서강대(세계사의 교황 윤허반영, 국제관습법상 성대 다음 Royal대 예우)학부 나오면 취업률과 유지취업률이 가장 좋은 자료에 주안점을 두고 있습니다(대학원에 가서 신학.법학.의학, 문사철 및 경제.경영,기초과학.공학등을 전문 연구하는 Royal성균관대.Royal서강대 출신들이 일정인원이상 배출되는게 바람직합니다).

국사,세계사 기준이 옳음. 법이나 교과서자격이 없으면, 입시점수!. 왜구잔재대학은 주권.자격.학벌이 없음.

Royal성균관대(국사 성균관 자격, 한국최고대)와 서강대(세계사의 교황반영, 국제관습법상 성대다음 Royal대 예우)는일

윤진한 2021-09-14 16:24:05
좋은 연구입니다. 수능,대학은 국민적인 관심사입니다.필자는 세계인에 보편적인 교과서(세계사,한국사), 국내법.국제법, 백과사전 및 역사와 전통 중심으로 대학을 판단하고 있습니다.

2차대전이후, 대중언론을 바탕으로 한 여러가지 신문들의 평가도 세계인들에게 광범위하고 신속하게 인지되는 현대입니다.

그런데, 국사 성균관(성균관대), 한나라 태학.이후의 국자감(베이징대로 승계), 볼로냐.파리대학의 교과서 자격은 변하지 않더군요. 세계종교 유교와 로마 가톨릭도 그렇습니다.교황성하의 신성성도 변하지 않더군요. @한국 유교 최고 제사장은 고종황제 후손인 황사손(이 원)임. 불교 Monkey 일본 항복후, 현재는 5,000만 유교도의 여러 단체가 있는데 최고 교육기구는 성균관대이며,문중별 종친회가 있고, 성균관도 석전