초록 ▼

□ 연구개요
• 본 연구는 대기 중 인체에 유해한 화학물질의 검출/판별 시스템 개발에 관한 것으로, 검출 민감도 및 동특성 향상을 위해 가스센서 어레이를 1,000:1 이상의 고종횡비 나노채널어레이 필름을 이용하여 제작하는 기술과, 판별 정확도 향상을 위해 제작된 가스센서 사이에 필연적으로 발생되는 감지소재 간 교차간섭(cross interference)의 동적응답특성(dynamic response characteristics)을 학습데이터로 활용한 머신러닝기반 화학물질 검출/판별 시스템 개발에 대한 것임.

□ 연

□ 연구개요
• 본 연구는 대기 중 인체에 유해한 화학물질의 검출/판별 시스템 개발에 관한 것으로, 검출 민감도 및 동특성 향상을 위해 가스센서 어레이를 1,000:1 이상의 고종횡비 나노채널어레이 필름을 이용하여 제작하는 기술과, 판별 정확도 향상을 위해 제작된 가스센서 사이에 필연적으로 발생되는 감지소재 간 교차간섭(cross interference)의 동적응답특성(dynamic response characteristics)을 학습데이터로 활용한 머신러닝기반 화학물질 검출/판별 시스템 개발에 대한 것임.

□ 연구 목표대비 연구결과
• 검출 민감도 향상을 위한 1,000:1 이상의 고종횡비 나노다공성 필름기반 가스센서 제작기술
- 고종횡비 나노다공성 필름 제작
- 전해질 농도 및 전하량 모니터링을 통한 알루미늄 합금 양극산화 공정 최적화
- 고종횡비 나노채널 어레이 시트 제작기술 개발(나노채널 종횡비 > 1,000:1, 직경 < 200nm)
- 가스 반응 소재를 활용한 특성 평가 (가스검출소재 3가지 이상 활용)
• 제작된 가스센서 사이에 필연적으로 발생되는 교차간섭 동적응답특성을 학습데이터로 활용한 머신러닝 기반 화학물질 검출기술
- 상용 가스센서 간 교차간섭 동특성 평가 시험 (상용센서 10개 이상 활용)
- 검출대상 화학물질 별 데이터 전처리를 통한 CNN기반 머신러닝용 학습데이터 확보(복합 화학물질별 100개 이상 데이터 확보)
- 상용 센서의 교차간섭 동특성을 이용한 머신러닝기반 화학물질 검출/판별 시험 평가
- 검출대상 화학물질에 대한 제작된 가스센서의 교차간섭 동특성 데이터 확보
- 화학물질 별 25개 가스센서 간 교차간섭 동특성 데이터 기반 특성 평가(가스판별 정확도 > 90%)
- 산업공단 등 실제 사이트 적용을 통한 데이터 확보 및 타당성 예비 평가
- 데이터 전처리 기법 다양화를 통한 판별 정밀도 향상
- 49개 가스센서 간 교차간섭 동특성 데이터 기반 가스 검출/판별 성능 향상(가스검출 정확도 > 95%)

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
• 알루미늄 양극산화공정 기반 나노다공성 필름 제조기술 및 공정노하우 고도화
• 저가형 가스센서어레이 기반 전자코 제조기술을 통한 유해화학물질 검출/판별시스템 상용화 기술 마련
• 머신러닝 기반 다변량 데이터의 전처리방법 및 분석기술습득 및 유사 머신러닝연구 기초기술 기반 마련
• 유해 화학물질 검출/판별 전자코 시스템을 통한 식품, 환경모니터링, 재해 방재 등, 사전예방시스템 등으로 활용 가능
• 사람의 호흡이나 피부를 통해 방출되는 생체유래 화학물질 감지를 통한 암진단등에 활용
• 개인화된 웨어러블디바이스에 전자코 기술을 접목하여 디지털헬스케어 관련기기 기술개발에 응용

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 5
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 5
• 2) 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 33