(위)생물학적 통각 신호 생성 및 전달 메커니즘, (아래)생물학적 통각 수용체의 막 전위 역학과 일치하는 전도도 변조 특성을 나타내는 인공 통각 수용체. 제공=세종대
세종대학교(총장 엄종화) 반도체시스템공학과 김희동 교수 연구팀이 재료과학 분야 상위 학술지인 'Advanced Functional Materials'에 게재됐다고 밝혔다.
해당 학술지는 Wiley가 발행하는 SCI급 저널로, 피인용지수 19.0, JCR 상위 4.5%에 해당한다. 기능성 신소재 분야에서 권위 있는 학술지로 평가된다.
이번 연구에는 황찬민 석사과정생이 제1저자로 참여했으며, 장유성 석사과정생과 도쿄대학교 소속 채명수 박사과정생이 공동 주저자로 이름을 올렸다.
연구팀은 인간의 통각 수용체(Nociceptor)를 모방해 온도에 따라 반응하는 기준점(임계값)이 변화하는 ‘휘발성 멤리스터(Volatile Memristor)’를 구현했다.
생체에서는 염증이나 열 자극이 있을 경우 동일한 자극에도 더 민감하게 반응하는데, 연구팀은 이러한 메커니즘을 전자 소자에 적용해 온도에 따라 스위칭 임계값이 동적으로 변하는 구조를 설계하고 그 원리를 규명했다.
특히 이번 기술은 단일 자극만 처리하던 기존 인공 감각 시스템의 한계를 넘어, 다양한 자극을 동시에 인식하는 ‘다중 감각(Polymodal) 생체 모방 시스템’을 구현했다는 점에서 주목된다.
연구팀은 이번 성과가 뉴로모픽(Neuromorphic) 반도체, 전자 피부(e-skin), 휴머노이드 로봇, 웨어러블 헬스케어 기기 등 미래 산업 분야 전반에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.
김희동 교수는 “이번 연구를 기반으로 향후 다양한 분야에서 활용 가능한 실질적인 응용 기술을 선보이고 싶다”고 말했다.
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