[이 기사에 나온 스타트업에 대한 보다 다양한 기업정보는 유니콘팩토리 빅데이터 플랫폼 '데이터랩'에서 볼 수 있습니다.] 연구진이 개발한 차세대 AI 전자코. 서로 다른 특성의 센서를 단일 집적할 수 있다/사진=DGIST대구경북과학기술원(DGIST)은 전기전자컴퓨터공학과 권혁준 교수 연구팀(제1저자 임형태 석박사통합과정생)이 사람의 코처럼 향기를 구분하고, 이를 인공지능(AI)으로 분석할 수 있는 '차세대 AI 전자코'를 개발했다고 29일 밝혔다.
이번 기술은 향기 성분을 전기 신호로 변환하고, AI가 이 신호 패턴을 학습해 냄새를 인식하는 방식이다. 맞춤형 헬스케어, 화장품 산업, 환경 감시 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대된다.
전자코는 식품 위생 관리나 공장 가스 감지 등 산업 현장에서 널리 사용되고 있다. 그러나 기존 전자코는 사람처럼 미세한 냄새 차이를 구별하거나 복합적인 향기를 정밀하게 분석하는 데 한계가 있었다. 예를 들어 비슷한 플로럴 계열 향수의 세밀한 구분이나, 상하기 직전 과일의 미묘한 냄새 변화를 포착하는 것은 기존 기술로는 어려웠다. 이에 따라 더욱 정밀하고 다양한 냄새를 읽어낼 수 있는 차세대 전자코 기술 개발이 요구돼왔다.
권 교수 연구팀은 사람의 후각 시스템이 작동하는 원리, 즉 하나의 냄새가 여러 수용체에 동시에 반응해 고유한 조합을 만들어내는 '조합 코딩'에 주목했다. 이를 응용해 다양한 센서가 향기 분자에 반응하며 각각 다른 전기 신호 조합을 생성하도록 설계하고, AI가 이 신호 패턴을 학습해 향기를 인식하고 분류하는 고성능 인공 후각 플랫폼을 구현했다.
이번에 개발된 전자코는 레이저를 이용해 얇은 탄소 재료(그래핀)를 가공하고, 여기에 산화세륨 나노 촉매 물질을 적용해 향기에 민감한 센서 어레이를 제작했다. 이 과정은 복잡한 장비 없이 단 한 번의 레이저 공정으로 구현할 수 있어 높은 생산성과 경제성을 동시에 확보했다.
새로운 전자코는 향수나 화장품에 자주 사용되는 9가지 향기를 95% 이상의 정확도로 구별할 수 있으며, 향기의 농도까지 예측 가능하다. 또 종이처럼 얇고 잘 휘어지는 소재로 제작돼 팔이나 의류에 부착하는 웨어러블 기기나 스마트 패치에도 적용할 수 있다. 실험 결과, 지름 2.5mm 기준으로 3만 번 이상 반복해 구부려도 성능이 유지되는 높은 내구성도 입증됐다.
권 교수는 "사람의 코처럼 다양한 냄새를 감지하고 구분할 수 있는 특성이 서로 다른 센서를 한 번의 선택적 레이저 공정으로 제작해 단일 집적할 수 있다는 점이 이번 연구의 핵심"이라며 "향후 개인 건강 관리, 환경 오염 감지, 향수 산업 등 다양한 분야로 개발과 상용화를 확장할 계획"이라고 밝혔다.
이번 연구는 임형태 석박사통합과정생이 제1저자로, 권혁준 교수가 교신저자로 참여했다. 이번 연구 성과는 세계적 학술지 ACS Nano(IF: 17.1) 4월호에 게재됐다. 또 올해 '제31회 삼성휴먼테크논문대상'에서 동상을 수상하는 성과도 거뒀다.
