스마트 전자코 기술 개요/자료=UNIST
울산과학기술원(UNIST) 기계공학과 신흥주 교수팀과 전기전자공학과 김재준 교수팀은 나노공정과 딥러닝 기술을 결합해 가스의 종류와 농도를 정밀하게 측정할 수 있는 전자코를 구현했다고 13일 밝혔다.
또 센서 소형화를 통해 기존 전자코의 높은 전력 소모를 줄였다. 듀티 사이클링 기술을 도입, 전력 소모를 추가로 90%까지 감소시켰다는 설명이다. 듀티 사이클링은 전력을 주기적으로 공급하고 차단해 에너지 사용을 최소화하는 기술이다.
연구팀은 여러 센서가 필요하던 기존 전자코 구조를 단일 센서로도 작동하도록 개선했다. 반도체 표면의 흡착된 가스 탈착은 나노히터의 작동 속도에 비해 느리다. 이 때문에 빠르게 반복되는 듀티 사이클링에서는 히터가 냉각되는 짧은 시간 동안에도 가스 반응이 지속된다. 따라서 히터 작동과 중단 동안 서로 다른 신호를 수집할 수 있다. 이러한 이중 신호를 합성곱 신경망(CNN)으로 실시간 분석해 다양한 가스의 종류와 농도를 정확히 식별할 수 있게 됐다.
신흥주 교수는 "기존 전자코의 한계를 단일 센서로 해결할 수 있게 되었다"며 "소형화가 필수적인 모바일 및 IoT 장치에 쉽게 적용할 수 있다"고 말했다. 김재준 교수는 "저전력으로 동작하는 초소형 가스 측정 장치를 구현할 수 있어, 실시간 무선 모니터링 시스템 등 다양한 응용 분야에서 활용될 수 있을 것"이라고 했다.
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