초록 ▼

□ 최종목표
o 2μV까지의 회로잡음 환경하에서 뇌파를 센싱하기 위한 두발잡음 극복형 건식뇌파전극 및 초저전력 저잡음 BMI SoC
o 저전력/저잡음 전극 및 SoC 일체형 센서노드 모듈
o 16채널 이상의 센서노드 모듈을 제어하기 위한 저전력 센서 네트워크 프로토콜
o 뇌파 데이터의 품질을 향상시키고 특징 파라미터를 추출하는 다채널 뇌파 신호처리 알고리즘
o 다채널 뇌파 신호처리 알고리즘의 실시간 구현
o 센서노드 제어 및 뇌파 데이터의 무선 전송을 담당하는 통합 데이터 처리 모듈 및 통합 뇌파 검

□ 최종목표
o 2μV까지의 회로잡음 환경하에서 뇌파를 센싱하기 위한 두발잡음 극복형 건식뇌파전극 및 초저전력 저잡음 BMI SoC
o 저전력/저잡음 전극 및 SoC 일체형 센서노드 모듈
o 16채널 이상의 센서노드 모듈을 제어하기 위한 저전력 센서 네트워크 프로토콜
o 뇌파 데이터의 품질을 향상시키고 특징 파라미터를 추출하는 다채널 뇌파 신호처리 알고리즘
o 다채널 뇌파 신호처리 알고리즘의 실시간 구현
o 센서노드 제어 및 뇌파 데이터의 무선 전송을 담당하는 통합 데이터 처리 모듈 및 통합 뇌파 검출 헤드셋
o 뇌파 신호 기반의 질환맞춤형 응용 S/W 알고리즘
o 서버 및 스마트 기기에 탑재되어 응용 서비스를 제공하는 S/W 플랫폼
o 센서노드에 대한 신뢰성 평가 기술

□ 개발내용 및 결과
o 주관기관 : 클레어픽셀(주)
-. 개발 내용 : Noise 특성 개선을 위한 NR BMI SoC 시스템 구조 설계.
Tr size에 따른 Noise특성 검증
Chopping Clock 주파수 변화에 따른 Noise특성 검증 및 재설계
Low Power 구현을 위한 ADC최적화 설계.
Capacitor특성에 따른 ADC의 특성 검증 및 반영
-. 개발 결과 : NR BMI AFE Chip 제작 완료
input referred noise 성능 완료(공인성적서)
ADC power 소모 성능 완료(공인성적서)

o (주)라이프사이언스테크놀로지
-.개발 내용 : 두피-건식전극-SoC 간의 신호 전달 시스템 해석
상용 건식전극 및 뇌파측정 모둘
개발 및 모듈 시스템의 성능평가를 위한 정적지표 추출
-.개발 결과 : 시스템 해석 모델링 및 시뮬레이션 완료
테스트용 모둘 평가 파라미터 추출 완료

o (주)누리봄
-.개발 내용 :
SW 플랫폼 기능별 모듈 개발, 검증용 테스트 응용 프로그램 개발
모바일 앱 개발용 API 설계/개발, 검증용 테스트 응용 프로그램 개발
질환 맞춤형 Agent API 설계/개발, 검증용 테스트 응용 프로그램 개발
-.개발 결과 :
실 센서 테스트를 기반한 통신 프로토콜 기능 최적화 및 사용 명령 첨삭
실 센서 테스트를 기반한 센서 설정 모듈, 채널 설정 모듈, 신호 표시 모듈, 환경 설정
모듈 기능 개선 및 패키징
알고리즘, 필터 처리 모듈 패키징 및 추가
DB관련 API 정의 및 추가
질환 관련 알고리즘 추가
모바일용 API설계 개발
질환 맞춤형 Agent 요구사항 분석 및 API 설계 구현
검증용 테스트 응용 프로그램 SW 개선(EasyBrainwave)
모바일 테스트 응용 프로그램(BCIWave)
GS인증 진행(시험성적서)

o 전자부품연구원
-.개발 내용 : 두발잡음극복을 위한 1 mm2 소형 뇌파측정 건식전극 개발
센서모듈(건식전극+SoC) 최적화를 위한 노드정합(matching) 기술 개발
뇌파신호 처리용 DSP 및 전송 프레임 구조설계 및 다채널 노드 컨트롤러
통신프로토콜 규격 설계 및 개발
-.개발 결과 : 전극 개발 완료
노드 정합 기술 개발 완료
SoC를 위한 Band-gap Reference 블록 설계 완료

o 하이브모션(주)
-.개발 내용 : 고속 신호 처리를 위한 데이터처리 모듈 검증용 보드 설계
서비스 적응 형 데이터 처리 DSP 모듈 최적화
24ch 헤드셋 시제품 제작
-.개발 결과 : 전극 노드 통신프로토콜 개발 및 검증용 보드 개발 완료
뇌파신호 전처리 및 특성추출 알고리즘 개발용 DSP모듈 개발 완료
뇌파 측저용 건식 타입 24ch. 헤드셋 시제품 개발 완료
DSP 모듈 소모전력 평가지표에 따른 시험 완료(공인시험성적서)

o 서울대학교
-.개발 내용 : 다양한 주파수 특성 분석을 통한 뇌신경질환 (간질) 특성 반영 뇌파 지표
추출고차원 운동제어 측정환경 구축 및 움직임 요소 반영 뇌파 지표 추출
맞춤형 재활을 위한 조음 상상 의사소통 뇌파 신호처리 콘텐츠 배경 설정
기본 특징 지표 추출 및 콘텐츠 시나리오 설계
-.개발 결과 : 뇌신경질환 방영 뇌파 특성 파라미터 추출 완료
고차원 운동제어 측정환경 구축 및 움직임 요소 반영 뇌파 지표 추출 완료
의사소통 뇌파 신호처리 콘텐츠 배경 설정, 기본 특징 지표 추출 및
콘텐츠 시나리오 설계완료

o 울산과학기술원
-.개발 내용 : 뇌 신호 전처리 알고리즘 개발
뇌파 특성 추출 알고리즘 개발
-.개발 결과 : 뇌파 신호의 잡음 제거 알고리즘 구현 완료
다채널 뇌파 신호의 성분 분석 완료
뇌파 신호의 주파수 분석을 위한 필터뱅크 설계 완료
주파수 분석을 통한 뇌파 특성 추출 완료
사건유발전위를 이용한 뇌파 특징 추출 완료
다채널 뇌파 신호의 공간 필터 및 패턴 분석 완료

o 세종대학교
-.개발 내용 : 다채널 센서 무선 데이터 송수신 기술 개발
-.개발 결과 : 센서노드 무선 데이터 전송용 WBAN 규격 분석 및 성능 평가 완료
다채널 센서노드 지원 WBAN 송수신 기술 개발 완료
뇌파 신호 적응형 저전력 WBAN 기술 개발완료

□ 기술개발 배경
o 급속한 고령화 사회
-.뇌신경질환 환자 증가
-.뇌신경질환 치표 및 재활, 간호, 부양으로 사회적 비용 증가
-.조기 진단의 어려움
o 높은 가격, 간섭, 잡음
-.고가의 뇌파 측정기
-.두발 및 움직임에 의한 간섭 및 잡음으로 측정의 어려움
o 단순 기능 및 제한적
-.단수 뇌파 검출, 제한된 분야에만 적용
-.단순 재활 훈련과 피드백이 없는 분석 및 치료
o 차세대 성장 동력
-.국가적인 태동기 기술
-.노령화 사회에 대응한 유망분야로 뇌 질환 예방, 치료, 뇌기능 항진 등 연구를 통한 신 시장 개척

□ 핵심개발 기술의 의의
o 뇌파관련 의료 및 응용제품 산업 창출
-.이동통신 단말 들 다양한 기기에 적용하여 SW융합형 서비스 기술 및 비즈니스 모델창출
o 부품소재 분야 무역수지 개선
-.우수한 국산 부품 개발을 통한 수입 의존도를 낮추어서 무역수지 개선효과
-.반도체, 의료와 같은 새로운 국가 경쟁력 우위산업으로 발전
o 시장규모 확대
-.노령화 증가에 따른 시장규모 확대(2018~20년 국내 1,000억원 예상)

□ 적용 분야
o 스마트폰에 적용
-.뇌파를 이용한 게임 분야에 적용
-.집중력 향상을 위한 분야에 적용
o 의료용기기
-.장애인을 위한 의료기구 제어용 기기에 적용
-.뇌질환 환자를 원격으로 감시 가능한 의료용 기기에 적용

( 출처:초록 )

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3기술개발사업 주요 연구성과 ... 9목차 ... 15제 1 장 서론 ... 16 제 1 절 과제의 개요 ... 16제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 16 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 16 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 20 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 24 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 53 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 54제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 55 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 55 1. 연구개발 추진 일정 ... 55 2. 연구개발 추진 실적 ... 59 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 177 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 185 제 4 절 고용 창출 효과 ... 192 제5절 자체보안관리진단표 ... 193부록 ... 194끝페이지 ... 242