인천대 차세대 에너지 융합연구소 연구팀, 사람의 눈신경 닮은 광전기소자 개발
인천대 차세대 에너지 융합연구소 연구팀, 사람의 눈신경 닮은 광전기소자 개발
  • 오혜민 기자
  • 승인 2019.05.22 15:04
  • 댓글 0
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스스로 작동하는 투명한 인공눈

[대학저널 오혜민 기자] 인천대학교(총장 조동성) 차세대 에너지 융합연구소 연구팀은 최근 투명한 광전기소자를 이용해 사람의 눈신경 작용을 구현하는 투명 소자(투명 눈신경 소자)를 세계 최초로 개발했다. 

시각 장애를 갖고 있는 세계 인구는 3900만 명 정도로 추산되며 특히 망막색소변성증(빛을 전기신호로 바꾸어서 눈신경에 전달하는 세포기능이 저하 질환) 인구는 150만 명 정도로 추산된다. 

기존 기술은 영상탐지장치를 기반으로 해 입사하는 영상을 전기신호로 바꿔서 수신기로 무선송신해 신호를 전달하는 방식으로 전원정치와 정보 교환장치가 구성돼야 하며 아직 시제품을 개발 중인 단계에 있다. 현재는 망막색소변성증 환자에게만 적용 가능한 상용 제품이 출시됐지만 1억7000만 원의 고가로 적용 대상이 제한적이다.
  
이번 보고된 투명 눈신경 소자는 사람의 눈신경이 하는 기능을 그대로 구현한 것이 특징으로 투명 눈신경 소자가 빛에 의한 자극을 전기에너지로 바꿔 눈신경에 가해진 정보를 획득하는 방식이다. 투명 소자에 가해지는 빛의 세기, 강도, 반복의 횟수에 따라 비례해 동작하는 것을 검증해 투명 눈신경으로서의 기반 기술을 갖춘 것으로 판단된다.
  
또 이번 개발된 투명 눈신경 소자는 대면적 공정이 가능한 방식으로 비용 측면에서 상당한 장점을 갖고 있다. 특히 입사하는 빛에너지를 소자의 동작전원으로 사용해 별도의 전원장치가 필요 없으며 눈신경 장치를 기존보다 간단히 구성할 수 있을 것으로 예상된다.
  
이번 연구에서 Mohit Kumar 박사(인천대 차세대 에너지 융합연구소 선임연구원)는 투명 광전기소자를 이용한 생체 기능기술을 개발했다. 또 투명 눈신경 소자의 개발의 다음 단계로 패턴 인식 연구를  진행하고 있으며 이는 시각 정보를 처리하는 시각피질(Visual Cortex)의 기능을 부여하는 완전한 ‘인공 눈(Artificial eyes)’의 초석이 될 것이라고 전했다.
 
김준동 교수(인천대 전기공학과)는 “이번 연구는 빛-전기 에너지 교환에 대한 투명 소자에 관한 것으로 시작됐으며 기존 에너지, 전기/전자 소자 등의 범주를 넘어 생체 공학 단계(Bionic Stage)로 진입할 특화 기술이 될 것”이라고 예측했다.

이번 연구 결과는 Advanced Materials(Impact factor: 21.95) 최신호에 발표됐으며 국내/외 특허출원을 준비 중에 있다.


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