초록 ▼

□ 연구개요
- 미래 시대에는 IoT(internet of things) 등의 기술로 인하여 지금과 완전히 다른 세상이 열릴 것이므로, 본 연구는 디지털방식의 von Neumann 전자소자 시스템의 한계를 뛰어넘는 신경모사소자 연계 나노바이오센서 어레이 구현을 목표로 함.
- 이러한 미래 4차산업혁명 시대에 알맞은 센서전압 < 5.0 V, 검지능력 1 pM 이하의 특성을 갖는 나노바이오센서 어레이를 구성하여 높은 에너지 효율을 갖고 반복적인 측정결과의 기억을 축적하는 신경모사소자를 연계하여 구현함.
- 신경모사소자

□ 연구개요
- 미래 시대에는 IoT(internet of things) 등의 기술로 인하여 지금과 완전히 다른 세상이 열릴 것이므로, 본 연구는 디지털방식의 von Neumann 전자소자 시스템의 한계를 뛰어넘는 신경모사소자 연계 나노바이오센서 어레이 구현을 목표로 함.
- 이러한 미래 4차산업혁명 시대에 알맞은 센서전압 < 5.0 V, 검지능력 1 pM 이하의 특성을 갖는 나노바이오센서 어레이를 구성하여 높은 에너지 효율을 갖고 반복적인 측정결과의 기억을 축적하는 신경모사소자를 연계하여 구현함.
- 신경모사소자 연계 센서는 전기적으로 센싱과 기억을 이전 측정에 기반하여 측정 및 계산을 동시에 수행하며, 이에 적합한 고이동도 트랜지스터 기반 나노바이오센서 어레이의 개선 및 분석, 나노 반도체층의 광학 특성 형성을 기초적으 로 연구함.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 본 연구에서 개발된 신경모사소자 연계 나노바이오센서 어레이의 개념은 다음과 같았으며, 아래와 같은 목표대비 결과를 얻었음.
- 센서의 전압은 2 V를 이용하여 측정이 가능함.
- 100 fM (0.1 pM) 정도의 측정이 가능한 시스템을 개발함
- 기존의 나노바이오센서에 비하여 1) 일회용으로 된 측정이 대부분이며, 2) 이전 측정치가 반영된 경험 순응형(experience adaptive) 측정이 불가능하며, 3) 현장에서 장기간 측정시 센서교체가 필요하며, 4) 대규모의 측정장비나 혹은 많은 에너지 소모가 필요함.
- 이를 개선하는 센서 어레이를 소규모로 구성하며, 신경모사소자의 연계로 가중치를 줄수 있는 센서 어레이로 개발 중인 상태임.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 본 연구에서 얻는 기대효과는 개발하고자 하는 멤리스터 센서의 확장성, 활용방안 및 응용성은 타액기반 센서로서 마우스피스(mouthpiece) 형태로 구강 내에 손쉽게 장착 및 탈착될 수 있는 활용방안과 컨택트 렌즈 등에 적용하는 기대효과가 있음. 타액 혹은 눈물기반의 센서 뿐만 아니라, 웨어러블(wearable) 기반의 센서로 이용될 경 우, 간헐적인 반복적 측정을 통하여 임계치 이상으로 축적되는 정량적인 측정이 용이할 것임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석(해당 시) ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 13
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 15
• 끝페이지 ... 25