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현장르포) '2017 KAIST 4차산업혁명 핵심 특허기술 설명회' 개최IoT, 5G 빔포밍, 웨어러블, 헬스케어, 감성서비스, 정밀계측시스템 , 자율주행을 위한 위치인식 및 맵 작성, 보안, 빅데이터와 인체네트워크 시뮬레이션 통한 항암치료 등
김수아 기자 | 승인 2017.09.12 18:37
12일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 ‘2017 KAIST 4차 산업혁명 핵심 특허기술’ 설명회에 참석한 신성철 KAIST 총장이 인사말을 하고 있다.(사진:김수아기자)

KAIST(총장 신성철)가 오늘(12일) 오후 1시부터 서울 삼성동 코엑스(317~318호)에서 기술보증기금(이사장 김규옥)과 공동으로 ‘2017 KAIST 4차 산업혁명 핵심 특허기술 설명회’를 개최했다.

이번 KAIST가 국내·외 기업을 대상으로 기술이전 등 상호 협력방안을 논의하기 위해 기업인을 초청해 대규모 공개 설명회를 개최한 것은 개교이후 이번이 처음으로 매우 이례적인 일로 평가되고 있다.

행사이미지

KAIST는 이날 설명회에서 지난 달 23일 확정·발표한 ‘2017 KAIST 4차 산업혁명 핵심 특허기술’로 뽑힌 김일두 교수(신소재공학과) 등 연구자 10명 모두가 직접 참석해 자신이 개발한 특허기술별로 개요 및 특·장점, 적용분야 등에 대해 15분씩 세부적으로 설명하는 특별한 자리를 마련해 참석자들로부터 많은 관심과 주목을 끌었다.

이번 설명회에는 신성철 총장을 비롯해 김규옥 기술보증기금 이사장, 고정식 前 특허청장과 박오옥 교학부총장·박희경 연구부총장·김수현 대외부총장·최경철 산학협력단장 등 주요 내·외빈은 물론 기업관계자 200여명이 참석해 성황을 이뤘다.

프로그램

신성철 총장은 이날 개회사를 통해 “이번에 선정된 10대 핵심 특허기술에 대한 기술이전 마케팅을 적극 추진해서 대학의 연구가 경제적 가치창출로 직결되는 기술사업화 혁신의 성공신화를 KAIST가 만들어 나갈 것”이라고 포부를 밝혔다.

신 총장은 이어 “스위스 취리히연방공대의 사례와 같이 대학의 성장과 변화가 국가경쟁력을 좌우하는 만큼 KAIST 또한 학문적·기술적 가치창출을 통해 세계 10위권 내 대학으로의 성장해서 4차 산업혁명시대에 국가발전에 기여하는 대학으로서 사명과 역할을 다해나갈 것”이라고 강조했다.

 

다음은 오늘 발표된 ‘2017 KAIST 4차 산업혁명 핵심 특허기술 설명회’에 발표된 10대 기술을 요약해 본다.

1> 고 정확도 IoT 나노섬유 가스센서

KR10-1665911(특허번호) 다결정 나노섬유, 마이크로입자 및 나노입자로 구성된 복합 금속산화물 감지소재, 이를 이용한 가스센서 및 그 제조방법. 

특허 소개: 본 기술은 호흡을 통해 특정질병을 진단할 수 있는 바이오마커로 날숨 속 가스의 농도를 음주 측정기와 같이 간편하고 빠르게 진단함으로써 질병 조기진단이 가능하게 하며, 기존의 가스센서의 경우 측정할 수 있는 감도가 낮아 질병진단에 활용할 수 없어 대부분 미세먼지, 황사등 환경분야 등에만 사용했기 때문에 질병진단에 적용 가능한 고감도 센서 개발이 요구되었다. 

다양한 촉매를 결합할 수 있는 나노섬유소재를 개발하고 여기에 색변화 센서를 추가함으로써 초고감도/고선택성 감지특성을 나타낼 수 있는 센서를 개발하여 효과적인 질병진단을 가능하게 하였다.

적용가능 분야: 스마트폰, 모바일 헬스기기, 웨어러블 센서 등

발명자 및 연락처: 한국과학기술원 신소재공학과 김일두 교수(Tel. 042-350-3329)

 

2> 빅데이터와 인체네트워크 시뮬레이션을 이용한 최적의 항암치료 기술

KR10-2017-0044192(특허번호) 암세포 네트워크의 끌개 동역학에 기반한 약물 반영 예측 기법.

특허 소개: 본 기술은 불리언 수학모델을 이용한 생체분자 네트워크 동역학 분석기술로 암세포 유전자 변이정보를 반영한 동역학을 제어함으로써 약물효과를 예측하고 최적화할 수 있는 타겟을 제시함.

표적항암제 개발에 대한 중요성 및 관련시장이 기하급수적으로 증가하고 있으나 약물 효과를 예측하는 기존의 연구는 암세포의 특징이나 약제내성 부분을 반영하지 못하여 치료효과가 낮으므로 약물효과를 예측할 수 있는 기술개발이 필요함.

가상실험을 통해 약물반응 예측 및 효과적인 약물 타겟을 선별함으로써 단일 표적항암제로 인한 항암 내성을 극복할 수 있는 최적의 약물조합을 탐색할 수 있고 개인맞춤형 치료전략 수립이 가능함.

적용가능 분야: 표적항암제 개발, 유전자 검사 분야 등

발명자 및 연락처: 한국과학기술원 바이오 및 뇌공학과 조광현 교수(Tel. 042-350-4325)

 

3> 고 신축성 웨어러블 IoT 스트레인 센서

KR10-2015-0071105(특허번호) 스트레인 센서의 제조 방법, 스트레인 센서 및 이를 포함하는 웨어러블 디바이스.

특허 소개: 본 기술은 전도성 물질을 포함하며 스케일러블 프로세스에 의해 신축성과 조절 가능한 감도를 가지는 스트레인 센서를 제조하는 방법임.

인체움직임을 모니터링 하는 스트레인 센서는 신축성과 높은 감도가 요구되는데 기존 센서들은 금속과 반도체 기반으로 제한된 신축성과 감도를 가지고 있어 인체 움직임을 감지하는데 어려움이 있었음.

스트레인 센서를 저비용으로 제작할 수 있고 신축성 있는 원사로 제작 가능하므로 센서 크기를 용이하게 변경할 수 있으며 센서 감도를 용역공정 사이클로 결정하므로 스트레인 센서의 감도를 쉽게 조절할 수 있음.

적용가능 분야: 전자기기, 로봇공학, 헬스케어 분야 등

발명자 및 연락처: 한국과학기술원 생명화학공학과 박오옥 교수(Tel. 042-350-3923)

 

4> Chip & Flash 메모리 데이터 보안기술

KR10-2015-0119528(특허번호) 물리적, 영구적 파괴를 이용한 하드웨어 기반의 보안 장치 및 이를 이용한 보안 방법

특허 소개: 본 기술은 인가된 전기신호에 의해 보안소자가 물리적으로 파괴됨으로써 외부로부터 시스템 접근을 원천적으로 차단하는 기술임.

모바일 기기를 비롯한 국방, 국가정보, 금융과 관련된 보안 방식은 90% 이상이 소프트웨어에 의존하고 있어 역추적이나 해킹, 위변조 관련 문제들이 지속적으로 발생하므로 더 강력한 보안장치가 요구되고 있음.

소프트웨어가 아닌 하드웨어적 보안기술 구현을 칩 수준에서 가능하도록 했으며 하드웨어의 물리적 변화를 토대로 보안기술이 구현되므로 외부로부터 탐지 및 추적이 원천적으로 불가함.

적용가능 분야: 국방산업, 금융업, 정부기관 및 대기업 서버 등

발명자 및 연락처: 한국과학기술원 전기 및 전자공학부 최양규 교수(Tel. 042-350-3477)

 

5> 뇌 영상 바이오 헬스케어 장치

KR10-2014-0149063(특허번호) 파이프라인 구조의 정합 필터와 듀얼 경사 아날로그 디지털 변환기를 이용한 광분광학 시스템 및 제어방법

특허 소개: 본 기술은 공간해상도를 가지는 고해상도 뇌 영상장치로 뇌혈관계 질환, 뇌 인지 기능을 모니터링 할 수 있으며 ASIC을 기반으로 휴대가 가능한 장치임.

기존 fMRI(자기공명영상장치)는 고해상도이지만 가격이 높고 휴대가 불가능하며 fNIRS(근적외선 뇌 영상장치)는 저비용의 소형화 장치이지만 해상도가 낮다는 단점이 있으므로 뇌질환의 효과적인 진단을 위해서는 고해상도를 유지하면서 저비용의 소형화 장치 개발 필요성이 있음.

시간 해상도 8.12Hz의 실시간 DOT 이미지 구현이 가능하며 총 204개 채널로 측정이 가능하고 무게 550g, 8시간 연속 측정이 가능한 근적외선 뇌 영상장치임.

적용가능 분야: 뇌퇴행성 질환 및 PTSD등 뇌신경계 질환 분야

발명자 및 연락처: 한국과학기술원 전기 및 전자공학부 배현민 교수(Tel. 042-350-3489)

 

6> 사용자의 감정에 따라 감성서비스를 제공하는 디지털 생명체 기술

KR10-1738142(특허번호)감성 기반의 대화가 가능한 디지털 생명체 생성 시스템 및 그 제어방법

특허 소개: 본 기술은 사용자의 외형/음성/성향 정보를 분석하여 디지털 DNA 저장하여 이를 바탕으로 새로운 디지털 생명체를 생성하고 생성된 디지털 생명체를 통해 사용자에게 최적의 감성서비스를 제공하는 기술임.

디지털 생명체가 사용자의 질의에 응답하거나 따라하는 기술이나 명령을 실행하는 기술은 구현되어 있으나 사용자의 감성을 바탕으로 디지털 생명체와 스토리텔링을 하는 기술 및 연구는 미흡하였음.

다양한 스마트기기로부터 생성되는 특정 개인의 대화, 위치, 사진, 음악 등을 바탕으로 디지털 생명체를 생성함으로써 사용자의 감성을 기반으로 스토리 있는 대화가 가능함

적용가능 분야: 엔터테인먼트, 하드웨어 교육용 로봇, 우울증/외로움 치료를 위한 헬스케어

발명자 및 연락처: 한국과학기술원 전기 및 전자공학부 김종환 교수(Tel. 042-350-8877)

 

7> 스마트 팩토리 구현을 위한 레이저-통합 정밀계측시스템 기술

KR10-2016-0121565(특허번호) 다자유도 거리 측정 장치

특허 소개: 본 기술은 하나의 레이저-통합 계측시스템을 이용하여 종합적인 스마트팩토리 계측 데이터를 제공하고 계측시스템의 정밀도 향상으로 제품품질을 향상시킬 수 있는 기술임.

기존의 생산 공정은 가공 후 사람이 별도의 계측을 통해 제품의 품질평가를 진행함으로써 기계변형 및 오차가 발생하고 제품품질 저하시 원인파악 및 교정에 많은 시간이 요구되므로 통합된 정밀 계측 시스템 개발이 필요함.

생산설비에 멀티 타겟 계측기술을 적용하여 생산공정중 장비변형을 실시간 진단하고 하나의 계측기를 이용해 여러 장비의 상태를 동시에 진단하며 다양한 계측데이터를 인공지능과 결합, 생산장비를 실시간 보정함으로써 제품품질 유지가 가능함.

적용가능 분야: 정밀대형장비 열변형 계측, 대형구조물 정렬, 공작기계 모니터링 등

발명자 및 연락처: 한국과학기술원 기계공학과 김승우 교수(Tel. 042-350-3217)

 

8> 실내외 이동로봇의 자율주행을 위한 위치인식 및 맵 작성기술

KR10-1490055(특허번호) 이동 로봇의 위치와 지도를 추정하는 방법 및 이를 수행하는 장치들

특허 소개: 본 기술은 실내외에서 이동 로봇의 자율 주행을 위한 위치인식 및 맵 작성기술로 저가의 장비를 활용한 고성능 내비게이션 기술임.

자율주행차 및 다양한 모바일 로봇 시장이 확대되고 있으나 기존의 기술은 동적인 환경에서 위치 인식에 대한 오차가 크고 실외의 경우 고가의 센서가 필요하므로 저가의 센서로 다양한 환경에 적용 가능한 위치인식 및 맵 작성 기술이 필요함.

저가센서 퓨전으로 다양한 동적 환경에 대응 가능한 위치인식 및 맵 작성 기술로 그래프 기반 센서 퓨전을 통해 각 센서의 단점을 보완하고 동적인 환경 및 특징이 부족한 환경에서도 성능 저하없이 동작이 가능함.

적용가능 분야: 물류로봇, 스마트팩토리, 자율주행차 등

발명자 및 연락처: 한국과학기술원 건설 및 환경공학과 명현 교수(Tel. 042-350-3630)

 

9> 5G 통신 및 레이더용 빔포밍 IC 최적화 기술

KR10-2017-0004302(특허번호) 위상천이장치 및 이를 이용한 방법

특허 소개: 본 기술은 5G 이동통신을 위한 새로운 구조의 저전력, 초소형, 고선형 빔포밍 IC 기술로 감쇠기를 없애 초소형 IC를 구현하고 가변이득 위상천이기 제작으로 이득변화에 따른 위상오차를 최소화함으로써 낮은 파워에서 효율이 증가됨

5G 이동통신 구현을 위해서는 위상배열에 의한 빔 포밍이 필요한데 현재 사용하는 빔포밍 IC는 사이즈가 크며 파워손실이 커서 가상현실, 사물통신등 다른 영역으로의 확장에 제약이 생기므로 새로운 형태의 빔포밍 IC 개발이 필요함

이득 조절이 가능한 위상천이기, 전력증폭기의 간편한 선형화, 가변이득 LNA 및 초소형 스위치 개발로 기존 구조와는 다른 새로운 형태의 빔포밍 IC를 구현함

적용가능 분야: 5G 차량사물통신(V2X), 사물인터넷, 가상현실 등

발명자 및 연락처: 한국과학기술원 전기 및 전자공학부 홍성철 교수(Tel. 042-350-3449)

 

10> 패턴/편파 빔포밍 기반 5G 이동통신 용량증대 기술

KR10-1597148(특허번호) 패턴/편파 안테나를 이용한 빔 형성 방법

특허 소개: 본 기술은 다중 구형 벡터파 모드를 사용하면서 각 단위 안테나 간의 방사 패턴의 상관도를 작게 유지할 수 있ㄴ는 다양한 안테나 설계 기술임.

5G 이동통신망을 사용하기 위해서는 4세대 이동통신에서 경쟁했던 빔포밍 기술과 MIMO 기술의 결합이 필요하므로 기존의 안테나 방식에서 벗어나 MIMO 이득과 빔 이득을 동시에 얻을 수 있는 안테나 설계가 필요함.

좁은 공간에 다수의 안테나를 설치하고 효과적으로 운영함으로써 통신속도 개선, 간섭저하, 송신전력 소모 감소 등의 효과가 있으며 Massive MIMO 기반 빔포밍 엑세스 시스템에 N개 패턴/편파 안테나를 집적하여 통신용량을 N배 개선 가능한 5G 핵심원천 기술을 확보함.

적용가능 분야: 자율주행통신, 통신인프라 구축, 소형이동 엑세스 시스템 등

 

김수아 기자  yosich@hanmail.net

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