초록 ▼

연구의 목적 및 내용
초소형 또는 인체 삽입형 의료기기와 바이오센서를 위한 무선 전력 전송 기술과 양방향 무선 데이터 통신 기술을 개발한다. 이를 통해 환자가 의료기기의 배터리 충전에 대해 신경을 쓰거나 인체 삽입형 의료기기와 바이오센서의 배터리 교환 또는 충전을 위한 추가적인 외과적 수술이 필요 없도록 한다. 무선 데이터 통신을 통해 의료기기와 바이오센서를 외부에서 제어하거나 이들의 상태를 외부에서 모니터할 수 있다. 이를 위해 아래의 단위기술을 개발한다.
- 초소형/인체 삽입형 의료기기와 바이오센서를 위한 무선 전력

연구의 목적 및 내용
초소형 또는 인체 삽입형 의료기기와 바이오센서를 위한 무선 전력 전송 기술과 양방향 무선 데이터 통신 기술을 개발한다. 이를 통해 환자가 의료기기의 배터리 충전에 대해 신경을 쓰거나 인체 삽입형 의료기기와 바이오센서의 배터리 교환 또는 충전을 위한 추가적인 외과적 수술이 필요 없도록 한다. 무선 데이터 통신을 통해 의료기기와 바이오센서를 외부에서 제어하거나 이들의 상태를 외부에서 모니터할 수 있다. 이를 위해 아래의 단위기술을 개발한다.
- 초소형/인체 삽입형 의료기기와 바이오센서를 위한 무선 전력 송신 및 수신 기술
- 초소형/인체 삽입형 의료기기와 바이오센서를 위한 배터리 관리 기술
- 무선 전력 전송 채널을 공유하는 양방향 무선 데이터 통신 기술
이상의 기술이 통합된 SoC를 개발하여 제작하고 이를 실제 의료기기 시스템에 적용하여 그 유용성과 성능을 검증한다.

연구결과
초소형 또는 인체 삽입형 의료기기와 바이오센서를 위한 무선 전력 전송 기술과 양방향 무선 데이터 통신 기술을 개발하였다. 개발한 기술은 CMOS 공정을 이용하여 실제 chip으로 제작하고 그 성능을 실험을 통해 검증하였다. 최대 50-mW의 전력을 무선으로 전송할 수 있음을 확인하였으며 in-band 통신 기술을 이용하여 무선 전력 전송에 사용하는 동일한 채널을 통해 무선 데이터 통신이 가능함을 실험으로 입증하였다. 본 과제를 수행하면서 확보한 기술을 7편의 SCI 논문과 1편의 non-SCI 논문으로 발표하였으며 2건의 지적 재산권을 확보하였다. 연구를 공동으로 수행한 7명의 석박사 전문인력은 모두 관련 전문 기업에 취업하여 활발한 연구 활동을 수행하고 있다.

연구결과의 활용계획
본 과제에서 개발한 무선 전력 전송 및 무선 데이터 통신 기술은 의료 기기와 바이오 센서 뿐만 아니라 다양한 형태의 스마트 기기와 IoT 기기에도 적용할 수 있다. IoT 기기의 특성 상 다양한 환경에서 전력을 공급받아야 하고, 센서의 출력을 무선 통신을 통해 전송해야 하므로 기본적인 시스템 구성은 본 과제에서 개발한 결과물과 유사한 형태를 갖는다. 따라서 본 연구의 결과물은 모바일 산업의 뒤를 이어 큰 시장을 형성하게 될 IoT 산업에 적용할 수 있다. 본 연구의 결과물을 이용하여 무선 전력 전송 관련 IC를 사업화하기 위한 논의를 국내 팹리스 기업과 진행 중이다. 응용처를 의료 기기와 바이오 센서에 한정하지 않고 스마트 워치, 스마트 폰, IoT 기기 등 다양한 분야에 적용하기 위하여 여러 방면에서 사업화 가능성을 도출하고 있다.

(출처 : 한글요약문 5p)

Abstract ▼

Purpose& contents
Wireless power transmission and wireless communication techniques are developed for ultra-small and/or implantable medical devices and biosensors.

Patients does not need to care about the charging of the battery of medical device and there is no need for surgery operation

Purpose& contents
Wireless power transmission and wireless communication techniques are developed for ultra-small and/or implantable medical devices and biosensors.

Patients does not need to care about the charging of the battery of medical device and there is no need for surgery operation to replace and/or charge the battery of implantable medical devices and biosensors. Medical devices and biosensors can be controlled from outside and their internal states are accessible from outside as well. For this, the following techniques are developed.
- Wireless power transmission and reception techniques
- Battery management circuits for medical devices and biosensors
- Wireless data communication techniques
These techniques are merged on a system-on-chip implementable with CMOS process.

Result
For ultra-small and/or implantable medical devices and biosensors, wireless power transmission and wireless communication techniques have been developed. The developed techniques have been successfully implemented on a CMOS technology as a fully integrated circuit whose performance has been verified by experiments.

Upto 50-mW power can be wirelessly transferred and the in-band communication allows the data communication over the same channel as the wireless power transmission. The research results have been published as 7 SCI and 1 non-SCI papers and two intellectual properties are obtained. Seven MS and Ph.D’s involved in this research are now playing key roles in related industries.

Expected Contribution
The developed technologies can also be applied to various smart devices and IoT devices. IoT devices have to be capable of operating under various environments and the power has to be supplied regardless of the environment. The sensed data of IoT devices have to be transmitted wirelessly for the best convenience.

Therefore, IoT devices have very similar operating environment as the medical devices and biosensors. The research results are being investigated by a company to commercialize them in various markets such as smart devices, IoT devices, and medical devices.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 3연구계획 요약문 ... 4연구결과 요약문 ... 5 한글요약문 ... 5 SUMMARY ... 6연구내용 및 결과 ... 7 1. 연구개발과제의 개요 ... 7 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 19 5. 연구결과의 활용계획 ... 20 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 20 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 22 8. 참고문헌 ... 22 9. 연구성과 ... 23 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 26 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 26 12. 기타사항 ... 27별첨1 ... 28별첨2 ... 38끝페이지 ... 39