◇ 경희대 연구팀 "고감도 3D 압저항 센서 개발"
경희대학교는 기존 2차원 압저항 센서보다 약 450배 향상된 감도를 보이는 3차원 압저항 센서를 개발했다고 9일 밝혔다.
최동휘 경희대 기계공학과 교수 연구팀은 압저항 센서 연구에 많이 사용되는 전도성 입자와 탄성체 기반의 복합재에 기계적 좌굴(얇은 구조물에 압축 하중을 가했을 때 구조물이 휘는 현상)을 유발, 기존 2차원 구조의 센서를 3차원 구조로 제작했다.
이처럼 개발된 센서는 압력과 같이 다양한 미세 기계적 자극을 감지할 수 있어 로못, 웨어러블 기기 등 여러 분야에 접목될 수 있을 것이라고 연구팀은 밝혔다.
◇ 디지스트 연구팀, 수소연료전지 수명연장기술 개발
대구경북과학기술원(DGIST·디지스트)은 에너지공학과 유종성 교수 연구팀이 수소 연료전지의 수명을 크게 개선할 고흑연성 탄소 담지체(연료전지의 촉매인 백금 나노입자 분산을 위해 사용하는 탄소 소재)의 저온 합성법을 개발했다고 9일 밝혔다.
백금 기반 연료전지 촉매는 활용도가 우수하지만 가격이 비싸고 장기내구성이 약하다는 문제가 존재한다. 이에 미국 에너지국에서는 이러한 문제점을 해결하고 연료전지를 광범위하게 응용 및 활용하는 방안을 집중적으로 연구하고 있다.
유종성 교수 연구팀은 650도의 아주 낮은 온도에서도 높은 수준의 흑연성을 도입할 수 있는 새로운 합성법을 개발했다. 질소가 포함된 유기물 전구체를 마그네슘(Mg) 금속 분말과 열처리하는 단순한 공정으로 마그네슘의 큰 환원력을 활용해 열처리 온도를 획기적으로 낮췄다.
◇ 아주대 “산화물 소재 활용 고감도 적외선 광센서 개발”
아주대학교 연구진이 산화물 소재를 이용해 기존 화합물 반도체 소자를 활용한 광센서보다 가격이 저렴하고 감도가 높은 적외선 광센서를 개발했다고 8일 밝혔다.
광센서를 제조하기 위해서는 해당 센서 내 광 흡수 반도체의 밴드갭(반도체 소재가 빛을 흡수하기 위해 필요한 최소 에너지)이 적외선 광 에너지보다 낮아야 해, 이에 적합한 게르마늄 등 화합물 반도체 소자가 제작에 사용돼왔다.
그러나 화합물 반도체 소자는 매우 비싸고 적외선 영역에서 검출 감도가 낮다는 한계가 있다. 이에 서형탁 아주대 교수 연구팀은 기존에 적외선 감지 소재로 활용하지 못했던 산화물 소재에 주목했다.
산화물 소재인 이산화타이타늄(TiO2)과 전극으로 구성된 쇼트키 다이오드에 금 소재의 프로브팁을 이용해 순차적으로 수 마이크로 뉴턴 크기의 미세압력을 가한 것이다.
◇ 경북대 연구팀 "홍합접착단백질로 잇몸뼈 재생 앞당긴다"
경북대는 의생명융합공학과 조윤기 교수팀이 홍합접착단백질로 잇몸뼈 재생을 앞당길 수 있는 임플란트 차폐막 코팅을 개발했다고 6일 밝혔다.
골 유도 재생술은 뼈가 자라는 공간을 확보하고 다른 세포들이 뼈의 결손 부위에 접근하는 것을 차단, 다른 세포의 방해 없이 뼈를 자라게 해 임플란트 영역에서 널리 사용된다.
새로 개발한 차폐막 코팅은 세포를 끌어당길 수 있는 기능성 홍합접착단백질을 기반으로 줄기세포를 포함한 뼈 전구세포를 끌어당기고, 이후 골 형성 단백질을 지속적으로 방출하게 해 뼈 줄기세포의 높은 성장과 단시간에 높은 골 분화를 이끌어 낸다. 연구팀은 이 코팅을 이용해 설치류의 두개골 결손 모델에서 약 2배 이상 빠른 골조직 재생을 확인했다.
◇ 소듐 이온 배터리 충전 문제 해결 실마리 제시
김두호 경희대 교수 연구팀은 유승호 고려대 교수 연구팀과 공동연구를 진행해 차세대 이차전지인 소듐 이온 배터리 충전 문제를 해결할 실마리를 규명했다고 7일 밝혔다.
전기차가 차세대 이동 수단으로 주목받고 있는 가운데 이차전지 원료인 소듐(Na)은 가격 경쟁력이 높으며 리튬과 유사한 충·방전 메커니즘을 지녀 그 중요도가 높아지고 있다. 다만, 수명 특성이 짧고, 고전압에서 충전효율이 급감하는 단점도 있다.
연구팀은 소듐 이온 배터리에 티타늄(Ti) 금속을 도핑한 결과, 티타늄 도핑이 소듐 이온 배터리의 구조변형을 방지해 고전압에서도 안정적인 특성을 보이도록 한다는 점을 규명했다고 밝혔다.
◇ UNIST "펨토초 레이저로 반도체 소재에 미세패턴 형성 성공"
9일 UNIST에 따르면 화학과 권오훈 교수 연구팀은 펨토초 레이저로 반도체 소재인 흑린(blackphosphorus)에 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 수준의 정확도로 미세 패턴을 그리고, 다양한 형태의 나노 구조체를 만드는 차세대 광시야 포토리소그래피(photolithography)를 구현했다.
연구팀은 가시광선에 해당하는 515㎚ 파장의 빛을 흑린 시료에 순간적으로 조사해 빛 파장의 10분의 1에 해당하는 너비와 100분의 1에 해당하는 간격을 가진 나노 리본 배열을 만들었다.
특히 흑린 시료의 결정 구조에 구애받지 않고 쪼여주는 빛의 편광에 따라 리본이 형성되는 방향을 바꾸거나, 큐브, 링 등 다양한 형태의 나노 구조체를 자유자재로 제작할 수 있다.
◇ 2억건 데이터, 10KB 크기로 압축...KAIST 신기술 개발
약 2억 건의 비디오 시청 내역 데이터를 10KB 크기로 압축할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
카이스트(KAIST)는 김재철AI대학원 신기정 교수 연구팀이 기존 대비 50배 이상 우수한 압축률의 희소 행렬 압축 기술인 뉴크론(NeuKron)을 개발했다고 9일 밝혔다.
희소 행렬이란 높은 비율의 원소가 0인 행렬을 의미하며, 전자상거래 구매 내역, 소셜 네트워크에서의 친구 관계, 문서와 단어 간 포함 관계 등 다양한 종류의 데이터가 희소 행렬 형태로 저장 및 활용된다. 예를 들어 전자상거래 구매 내역의 경우, 행렬의 각 행이 각 구매자에 해당하고, 각 열이 각 상품에 해당하며, 각 원소는 해당 구매자가 해당 상품을 구매한 수량을 의미한다.
신기정 교수팀은 희소 행렬의 압축률을 크게 개선할 수 있는 손실 압축 기술인 뉴크론을 개발했다.
◇ 3D 처리 속도 GPU보다 900배 빠른 AI 반도체 나왔다
한국과학기술원(KAIST)은 유회준 전기 및 전자공학부 교수 연구팀이 인공지능 기반 3D 렌더링을 고속·저전력으로 구현할 수 있는 AI 반도체 ‘메타브레인(MetaVRain)’을 개발했다고 7일 밝혔다.
기존에는 렌더링을 위해 3차원 영상 캡처 스튜디오를 마련하는 과정에서 막대한 비용이 투입됐는데, AI 기반 반도체로 캡처 과정이 필요 없게 됐다. 이에 3D 모델 제작 비용을 줄일 수 있고, 사용되는 메모리는 180분의 1 수준으로 줄일 수 있다. 특히 블렌더(Blender)와 같은 복잡한 소프트웨어를 사용하던 3D 그래픽 편집·디자인을 AI 학습으로 대체해 일반인도 간편하게 그래픽 작업을 할 수 있다.
연구팀은 AI로 3D 렌더링을 구현할 때 발생하는 비효율적인 연산을 발견하고, 사람의 시각적 인식 방식을 결합한 새로운 방식의 반도체를 개발했다.
◇ TTA, '도심 자율주행 배달로봇 서비스 연동' 표준화 추진
한국정보통신기술협회(TTA)는 배달로봇 서비스 공급자마다 서로 다른 서비스 인프라를 구축함에 따라 발생하게 되는 사회적 비용을 방지하고 상호연동을 가능하게 하는 표준의 연내 제정을 추진한다고 7일 밝혔다.
해당 표준은 '도심 자율주행 배달로봇 서비스를 위한 연동-제1부 요구사항(과제번호: 2022-3080), 제2부: 참조구조(과제번호: 2022-3081)'다.
코로나19의 확산으로 국내 배달 음식 서비스 총거래액은 2021년 기준 25조6847억원에 달하며 주문 금액 1만5000원 기준 평균 배달 비용은 4845원으로 매출액의 18%가 배달 관련 비용으로 지출되고 있다. 다만 이와 함께 이륜차 교통사고 발생 및 사망자 수도 증가했다. 사망자 중 약 40%가 배달 라이더일 정도다. 자율주행 배달 로봇의 필요성이 제기되는 이유다.
◇ "항공부터 자율주행까지"…광명·시흥신도시 '미래형 환승센터' 추진
6일 시는 광명·시흥신도시를 미래 모빌리티 선도 도시로 조성하기 위해 미래형 환승센터 유치에 나섰다고 밝혔다.
미래형 환승센터는 기존 철도·버스는 물론, 도심항공교통(UAM), 자율주행, 전기･수소차, 개인형 이동 수단(PM) 등을 연계한 시설이다.
이를 위해 시는 국토교통부 대도시권광역교통위원회의 관련 시범사업 공모에 참여, 1차 서면평가를 통과한 뒤 최종 평가를 준비 중이다.
시는 복합적인 기능을 갖춘 환승센터를 통해 신도시를 관통하는 여러 철도노선·도로 등과 상승효과를 낼 것으로 기대했다.