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전자공학과·지능형반도체공학과 연구팀이 유연하고 가벼운 태양전지와 피부 부착형 바이오센서 기술을 통합해 자가 구동 웨어러블 심전도 센서를 개발했다. 세계 최고 수준의 고성능 유연 소자로 사물 인터넷과 웨어러블 헬스케어 기기, 드론과 인공위성, 전기차 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대된다.이재진·박성준 전자공학과·지능형반도체공학과 교수팀은 갈륨비소(GaAs) 기반의 초유연성 에너지 하베스팅 소자와 피부 부착형 바이오센서를 결합해 자가 구동이 가능한 웨어러블 심전도 센서를 개발했다고 밝혔다. 해당 연구는 ‘초유연성 갈륨비소(GaAs) 태양전지 기반 자가 구동 웨어러블 바이오센서 통합 기술(Ultra-Thin GaAs Single-Junction Solar Cells for Self-Powered Skin-Compatible Electrocardiogram Sensors)‘이라는 논문으로 저명 학술지 <스몰 메쏘드(Small Methods, 2023년 기준 인용지수 IF=12.4, IF%=15.4)> 3월호에 게재됐다. 아주대 전자공학과 남용현 졸업생(석사), 지능형반도체공학과 신동준 졸업생(석사)과 아주대 정보통신연구소 최준규 연구원이 공동 제1저자로 참여했다. 박익모 전자공학과 교수(공동저자)와 이재진·박성준 전자공학과·지능형반도체공학과 교수(교신저자)도 함께 했다. 이번 성과는 태양전지와 화합물 반도체 분야를 연구하는 이재진 교수(위 사진 오른쪽)팀과 플렉서블 전자소자와 바이오 센서를 연구하는 박성준 교수(위 사진 왼쪽)팀의 융합 공동 연구 결과다.유연하고 가벼우며 높은 효율을 가진 플렉서블(flexible) 태양전지는 바이오 소자의 에너지원으로 활발히 연구되어 왔다. 신체의 움직임이 있을 때에도 안정적으로 전력을 공급할 수 있다는 장점을 가지고 있어서다. 특히 갈륨비소(GaAs) 태양전지는 다중 접합 태양전지의 구현을 용이하게 하고, 높은 전력 변환 효율을 제공한다. 이에 제한된 전류량에서 더 많은 전류를 공급할 수 있어, 바이오 기기에 활용될 수 있는 우수한 에너지원으로 주목을 받아 왔다. 실제로 지난 수년 동안 항공·우주·국방 분야를 필두로 다양한 공정과 재료를 활용한 갈륨비소(GaAs) 태양전지 연구가 진행되어 왔으나 개발한 태양전지를 유연한 고분자 기판으로 전사하는 과정은 수월하지 않았다. 이에 아주대 연구팀은 이전에 활용됐던 태양전지 모듈의 구조적 변형이 아니라 태양전지 자체의 물리적 변형에 주목했다. 일반적으로 태양전지 에피 구조에서 활용되고 있는 얇은 접합(shallow junction) 구조가 아닌, p-n 접합이 활성층의 하단부에 위치하는 깊은 접합(deep junction) 구조를 사용한 것. 에피 구조가 성장되는 GaAs 기판이 제거되어 초박막 활성층 영역만을 태양전지로 활용하는 박막형 태양전지에서는, 후면 반사 태양광이 하단부의 p-n 접합에 흡수되어 전력변환효율을 극대화할 수 있다. 또 동시에 얇은 고분자 기판에 성공적으로 전사할 수 있다.이러한 접근을 통해 연구팀은 2.3μm 두께의 갈륨비소 태양전지를 50μm 두께의 PDMS 기판 위에 성공적으로 전사하여 고효율 유연 태양전지를 구현했다. 마이크로미터(μm)는 미터(m)의 백만분의 일에 해당하는 길이의 단위다. 연구팀은 또한 이를 피부 부착형 유기 전기 화학 트랜지스터(OECT)와 결합하여 자가발전이 가능한 저잡음 심전도 센서를 개발해냈다. 기존의 건물 전원을 사용한 생체신호의 경우 노이즈로 인해 신호 취득이 어려운 단점이 있으나, 아주대 연구팀은 자연친화적인 태양전지를 에너지원을 사용해 노이즈가 최소화(32.68dB의 신호 대 잡음비)된 안정적인 신호를 취득했다.이재진 교수는 “갈륨비소(GaAs) 기반 태양전지는 가장 효율이 높은 태양전지로, 초경량화·유연화가 가능해 대형 드론이나 인공위성 등 첨단 산업에 활용되고 있다”며 “이번 연구에서 갈륨비소 태양전지를 피부 부착이 가능한 매우 얇은 박막 기판에 전사하는 데 성공했다는 점에 큰 의의가 있다”라고 설명했다. 이 교수는 “갈륨비소 태양전지의 경우 공정에 들어가는 비용이 아직은 매우 높으나, 100% 태양광 기반의 전기차나 웨어러블 바이오 기기 등에의 적용을 위한 산업계 관심이 이어지고 있다”며 “이번 성과를 기반으로 아주대 연구팀은 앞으로 웨어러블 바이오 기기, 차세대 3D 안면인식, 증강현실(AR) 응용에 특화된 세계 최고 수준의 고성능 유연 소자 연구를 이어갈 것”이라고 덧붙였다. 박성준 교수는 “이번 연구는 초유연성 태양전지와 바이오센서를 통합함으로써 실시간 인체 건강 모니터링이 가능한 웨어러블 전자제품 개발에 새로운 지평을 열었다는 점에서 의미가 있다"며 ”향후 재난 감지를 비롯한 사물인터넷(IoT) 분야와 AI, 가상현실, 의료 빅데이터 분석 등 다양한 부문에서 웨어러블 전자소자를 활용할 수 있을 것“이라고 말했다. 한편 이번 연구는 한국연구재단의 ‘우수신진연구’, ‘기초연구실’, ‘4단계 BK21 사업’과 한국산업기술평가관리원의 ‘시장주도형 k-센서기술개발사업’, 과학기술정보통신부의 ‘대학ICT연구센터지원사업(ITRC)’, 국가과학기술연구회의 ‘초실감 메타버스 구현을 위한 촉감표준 및 고충실도 통합 햅틱 시스템 개발 사업’의 지원을 받아 수행됐다. 연구진이 제안한 GaAs 태양전지 공정 과정 - 태양전지의 에피 구조와 표면개질화접착법(SMB)을 적용한 이중전사 기술의 공정 과정이다아주대 연구팀이 개발한 고효율 유연 태양전지, 얇고 가벼우며 유연하기에 웨어러블 기기 등에 활용될 수 있다실제 손가락에 연구팀이 개발한 심전도 센서를 부착한 모습. 초박막 GaAs 태양전지와 유기전기화학 소자를 이용해 심전도센서를 시연, 자가발전이 가능한 저잡음 심전도 센서로 손가락에서 안정적인 신호를 취득해냈다
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기계공학과 김의겸 교수팀이 복잡 난해한 표면의 접촉 정보를 빠르고 정확하게 측정할 수 있는 신개념의 접촉 감지 방법을 개발했다. 휴머노이드 로봇·산업용 협동 로봇의 촉각 감지 장치로 활용되어 보다 긴밀하고 원활한 인간·로봇 협력 작업을 가능케 할 것으로 기대된다. 김의겸 기계공학과 교수는 복잡 난해한 비정형 표면에서도 접촉 측정이 가능한 알고리즘을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 내용은 ‘인간-로봇 협력 작업을 위한 비정형 형상의 접촉 감지 방법(Arbitrary Surface Contact Sensing Method for Physical Human-Robot Interaction)’이라는 제목으로, 자동화 및 제어 분야의 저명 학술지인 <IEEE 산업정보학회 저널(IEEE Transactions on Industrial Informatics> 3월호에 게재됐다.아주대 기계공학과의 정다운 연구교수(위 사진 가운데)와 부성운 학생(석사과정, 위 사진 오른쪽)이 공동 제1저자로 참여했고, 김의겸 교수(교신저자, 위 사진 왼쪽)가 함께 참여했다.로봇 분야에서 ‘접촉 정보’는 조작, 인지, 상호작용 등 다양한 측면에서 중요하게 활용된다. 접촉 정보란 ▲외부 물체와 접촉된 위치와 방향 ▲작용하는 힘의 강도를 모두 포함한다. 그동안 접촉 정보를 정확하게 측정하기 위해 많은 장치와 방법들이 연구되어 왔으나, 여러 한계들로 인해 아직 완전하게 정밀한 측정은 이루어지지 못하고 있다. ▲측정 성능이나 ▲기계적·전자적 연결 구성의 복잡성 ▲다중 신호 처리를 위한 소프트웨어 등 어렵고 도전적인 문제들이 아직 해결되지 못한 채 남아있기 때문이다. 그중 기존 힘·토크 센서를 이용해 접촉 정보를 측정하는 방법은 측정되는 6축의 힘과 표면 형상의 수학적 모델을 이용한 기하학적 관계를 활용하여 구현되고 있다. 그러나 원통이나 구형처럼 정형화된 표면이 아닌, 복잡한 비정형 형상의 표면에 대해서는 이러한 기하학적 관계를 알기가 매우 어렵거나, 필요한 연산량이 많다. 이러한 이유들로 복잡한 표면에 대한 접촉 정보 측정 방식이 정교하게 개발되지 못했고, 때문에 로봇 시스템에의 실제 적용이 불가능했다. 김의겸 교수 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 원천적으로 새로운 방법론에 착안했다. 더불어 지속적 연구를 통해 접촉 정보 측정을 위한 알고리즘 개발부터 장치 디자인, 구현 및 검증까지를 직접 진행했다. 연구팀은 주로 컴퓨터 그래픽에서 물체의 형상을 표현할 때 사용되어온 삼각메쉬구조(Triangle mesh structure)를 표면 기하학적 정보를 알아내기 위해 활용했다. 이를 통해 수많은 삼각형으로 이뤄진 메쉬구조에서 정확한 접촉 정보를 알아내는 알고리즘을 개발해냈고, 접촉력의 크기뿐 아니라 3차원 방향과 3차원 위치를 모두 정밀하게 측정하는 데 성공했다. 연구팀은 0.4ms의 빠른 연산 속도로, 0.134mm 이내의 정밀한 접촉 위치 정보를 확인했다. 김의겸 교수는 “이번 연구는 다양한 형상 표면에 대해 실시간으로 정밀하게 접촉을 감지할 수 있음을 보여주는 성과”라며 “정교한 힘 제어가 필요한 휴머노이드 로봇이나 산업용 협동 로봇 등에 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다.산업 공정에서 인간과 로봇의 원활한 협력(interaction)을 위해서는 협동 로봇(co-robot)의 안정성과 정교함이 필수적이다. 협동 로봇은 일반적인 산업용 로봇처럼 위험이 수반되어 별도의 단독 공간이 필요한 경우와 달리, 사람과 물리적으로 상호작용하면서 같은 공간에서 작업할 수 있는 로봇을 말한다. 사람과 로봇이 같은 공간에서 작업을 하기 위해서는, 작업자와 로봇이 충돌해도 작업자가 안전할 수 있어야 하며 로봇이 제대로 작동할 수 있도록 비교적 간단한 방법으로 교시(敎示, teaching)가 가능해야 한다. 이에 아주대 연구팀의 이번 성과를 기반으로 보다 원활하고 다양하며 섬세한 인간의 협동 로봇 조작 작업 교시가 가능해질 수 있을 것으로 기대된다. 김 교수는 “이번에 개발한 기술을 협동 로봇에 적용하면 로봇과의 커뮤니케이션 범위가 더 넓어질 수 있다”며 “사람이 직접 로봇을 잡고 방향이나 위치를 조작하거나, 간단한 그림을 로봇 팔에 직접 그리는 등의 방식으로 여러 작업을 교시할 수 있다”라고 덧붙였다.더 나아가 신개념의 디스플레이나 모빌리티 등의 터치 패널로 활용되어 새로운 형태로 센서 데이터를 얻는 데에도 적용될 수 있을 것이라는 게 연구팀의 설명이다. 김의겸 교수는 지능형 로봇(Interactive & Intelligent Robotics) 분야를 연구하며 ▲섬세한 도구 조작까지 가능한 일체형 인간형 로봇 손 ▲전 방향 물체 조작이 가능한 다자유도 로봇 그리퍼 ▲자동화 로봇 보정 장치 등을 개발해 학계와 산업계의 주목을 받아왔다. 이번 연구는 산업통상자원부의 로봇산업핵심기술개발사업의 지원으로 수행됐다.복잡한 비정형의 표면에서 별 모양을 그렸을 때 인식하는 모습. 힘의 위치와 방향, 크기 모두를 빠르고 정확하게 알 수 있다. 아주대 연구팀이 개발한 복잡한 표면에서 접촉력 찾기 방법의 전체적인 구성. 복잡한 형상의 표면을 삼각형메쉬형태로 재구현하여 표현한 사진. 많은 삼각형 중 실제 접촉이 일어나는 삼각형을 찾고, 삼각형 안에서 정확히 어느 위치에 접촉력이 가해지는지 찾는 과정이다.
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- 작성자이솔
- 작성일2024-04-02
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우리 대학 축구부가 참가하는 ‘2024 대학축구 U리그’가 개막했다. 우리 학교 축구부는 29일 열린 홈 개막전에서 용인대를 상대로 짜릿한 2대1 역전승을 거뒀다. 한국대학스포츠협의회(KUSF)·대한축구협회가 주최하는 ‘2024 대학축구 U리그’는 올 3월부터 11월까지 진행된다. 아주대를 비롯한 총 80개팀이 1부와 2부로 나뉘어 참여한다.아주대 축구부는 1부 리그 2권역에 속해있다. 지난 춘계대학축구연맹전 우승팀인 고려대와 준우승팀 선문대를 비롯해 용인대, 광운대, 전남목포과학대, 호남대, 광주대, 조선대가 아주대 축구부와 같은 권역에 편성됐다.아주대와 용인대의 개막전은 지난 3월29일 아주대 운동장에서 열렸다. 아주대 학생과 직원, 교수 등 약 1500명이 함께 자리해 응원을 보냈다. 아주대는 전반 6분 용인대의 파상공세에 선제골을 내줬지만, 전반 19분 이재현이 헤딩골을 성공시키며 동점을 만들었다. 치열한 공방 속에 후반 23분 조상혁이 헤딩슛으로 결승골을 기록, U리그 첫 경기를 승리로 장식했다.이날 홈 개막전에는 우리 학교 최기주 총장과 이현주 후원회장을 비롯한 축구부 후원회 관계자들이 함께 했고, 아주대 응원단 센토의 공연과 경품 추첨 이벤트 등도 마련됐다.하석주 아주대 축구부 감독(경영 86, 前 축구 국가대표)은 “강팀과 첫 경기를 치르게 되어 긴장했는데, 아주가족들의 응원과 선수들의 열정이 하나 되어 승리를 거둘 수 있었다”며 감사를 전했다.아주대 축구부는 지난 2월 열린 ‘제60회 춘계대학축구연맹전’에서 준우승을 차지하는 등 좋은 성적을 이어가고 있다. 아주대 축구부는 1982년 창단되어 하석주, 안정환, 이민성, 우성용, 엄원상 등 다수의 국가대표 선수를 배출했다. 특히 축구 지도자로 활약하고 있는 아주대 축구부 동문들의 활약이 최근 돋보인다. 지난 시즌 프로축구 K리그1의 13개팀 중 3개팀의 사령탑을 아주대 축구부 출신 감독들이 맡았다. 인천 유나이티드FC 조성환 감독, 대전하나시티즌 이민성 감독, 광주FC의 이정효 감독이 그 주인공이다. # 아주대 vs. 용인대 홈개막전 영상으로 보기
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3350
- 작성자이솔
- 작성일2024-04-01
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3348
- 작성자김민희
- 작성일2024-03-29
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아주대학교가 IT 분야 인재 양성을 위해 메가존클라우드·와이즈넛과 업무협약을 체결했다. 우리 학교는 지난 22일 율곡관에서 메가존클라우드(대표 이주완, 아래 사진 왼쪽), ㈜와이즈넛(대표 강용성, 위 사진 왼쪽)과의 업무협약식을 진행했다. 최기주 아주대 총장과 이주완 메가존클라우드 대표, 강용성 와이즈넛 대표가 각각 협약서에 서명하고 이를 교환했다. 메가존클라우드는 아시아 최대 클라우드 관리 서비스 사업자(MSP)로 클라우드 도입을 위한 컨설팅, 구축 및 운영 전반의 서비스를 제공하는 기업이다. 와이즈넛은 인공지능SW 개발 기업으로, 자연어처리 및 RAG기반 생성형AI 검색, 챗봇 등의 분야에서 원천기술을 보유하고 있다.학교는 이번 협약을 계기로 두 기업과 IT 분야 교육 및 연구를 위해 협력하기로 했다. ▲산학 공동 연구 ▲학부생 현장실습 및 취업연계 인턴십 ▲교과목 공동 운영 ▲기업 재직자 역량 강화 교육 ▲대학원생 연구 공동 지도 ▲산학 장학생 선발 및 지원 등에서 힘을 모아갈 예정이다. 최기주 총장은 “아주대는 소프트웨어중심대학 사업 참여와 관련 교과목 및 전공 확대를 통해 시대를 선도하는 창의적 인재를 키워내기 위해 노력해왔다”며 “이번 업무협약을 기반으로 인턴십과 산학 프로젝트를 비롯한 여러 측면에서 다양한 기회가 창출되기를 기대한다”라고 말했다. 우리 학교는 전교생을 대상으로 한 소프트웨어 기초교육을 시행하고 있다. 또 소프트웨어학과, 디지털미디어학과, 사이버보안학과에 인공지능, AIoT, 블록체인, 지능형 보안, 메타버스 기획, 디지털휴먼 등 마이크로 전공을 운영하고 있다. 더불어 아주대는 과학기술정보통신부가 지원하는 ’소프트웨어중심대학 사업‘에 참여하면서 ▲‘SW융합교육원’ 신설 ▲마이크로 교육과정 신설 ▲신기술 맞춤형 실습환경 구축 ▲실전 교육과 인턴십 및 산학 프로젝트 연계 등 교육 체계 혁신과 관련 전공·융합 교육 강화에 힘써왔다. 이러한 노력을 바탕으로 아주대는 '2023년 소프트웨어중심대학 사업 단계평가'에서 평가 대상 3개 대학 중 최고 점수를 받았다. 이에 올해 정부지원금 1억원을 추가 지원받는다. 사진 왼쪽이 메가존클라우드 이주완 대표, 오른쪽이 아주대 최기주 총장* 위 사진 - 사진 왼쪽이 (주)와이즈넛 강용성 대표, 오른쪽이 아주대 최기주 총장
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- 작성자이솔
- 작성일2024-03-25
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- 작성자이솔
- 작성일2024-03-21
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