1_광운대_건물화재안전관리_노삼규_특허법인 지명.hwp

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현빈 순
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2 정보통신 # 소속 기관(업) 기 술 제 목 1 광운대학교 유비쿼터스 건물화재 안전관리 시스템 2 국민대학교 디지털 기반 조명의 색상 시퀀스 재생시 색상 간 변화를 제어하기 위한 조명제어 방법 3 단국대학교 문화 융합형 모바일용 웰니스 문화콘텐츠 서비스 저작 기술 개발 기술설명회 참여 4 서울과학기술대학교 가시광 통신을 이용한 지능형 청소 시스템 5 서울과학기술대학교 의료용 식별태그 및 이를 이용한 환자정보와 체온 체크시스템 6 서울과학기술대학교 생체신호 모니터링 시스템 7 서울과학기술대학교 전자기파를 활용한 수중 근거리 정밀 위치 추정 시스템 8 성균관대학교 건축물의 외피 시스템 9 성균관대학교 안전벨트의 심박 측정기를 통한 운전자 감정 조절 시스템 및 그 방법 10 소닉티어 3D 실감입체음향시스템융합형 사운드체어 11 아주대학교 센서 네트워크에서 움직이는 표적을 추적하는 방법 12 위투위투 프로세스 기반 인텔리전스 솔루션 (Process-Aware Intelligence Solution) 13 인하대학교 최적 파라메터 제공이 가능한MB-OFDM UWB 송신장치 14 인하대학교 15 인하대학교 OFDMA 시스템의 사용자간 전송효율 최대화를 고려한서브 채널 할당 장치 및 방법 다중 안테나 시스템에서의 안테나 스케줄링에 기반한 데이터 재전송 방법 및 장치 16 인하대학교 불필요한에너지소비가없는효율적인에너지플러딩방법및그장치 17 인하대학교 최대 전소율을 갖는 안테나 세트를 선택할 수 있는 스케쥴링 방법 및 그 장치 18 인하대학교 서비스품질보장및높은처리율달성이가능한매체접근제어방법 19 인하대학교 신체 외부 통신에서 MHP 펄스와 터너리 코드를 이용한 인체 통신 네트워크 시스템 20 인하대학교 우선사용자 신호의 유형을 구분해 내는 강화된 에너지검출기 21 인하대학교 22 인하대학교 이동 에드 혹 네트워크의 최적의 통신 경로를 구성하는 데이터 전송 장치 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적채널 할당 방법 및 동적 전력 할당 방법과 이를 지원하는프레임 구조 23 인하대학교 초광대역시스템의 거리측정방법 및 장치 24 인하대학교 카오스특성을 이용한 스펙트럼센싱방법 및 그 장치 25 인하대학교 카오스특성을 이용한 인지무선 통신시스템 엔진유닛 26 인하대학교 펨토 기지국간의 간섭 해결을 위한 펨토셀 망운영 시스템 및 방법 27 전자부품연구원 이미지 기반 무선 센서 네트워크 시스템 및 무선 센서 네트워킹 방법 28 한국과학기술원(KAIST) 구조물 변위 측정 시스템 및 방법 29 한국과학기술원(KAIST) 비대면 방식의 고성능 얼굴인식 기술 30 한국과학기술원(KAIST) 인프라가 필요없는 실내 네비게이션 기술 31 한국전자통신연구원 스테레오 비젼 기반 3D 얼굴 복원 기술 32 한국전자통신연구원 4K/3D 디지털시네마 기술 33 한국전자통신연구원 웨어러블 제스처 기술 34 한국과학기술연구원(KIST) 고품질 보급용 3D 스캐너 35 한국과학기술연구원(KIST) 대면적 멀티터치 스크린 36 한국과학기술연구원(KIST) 손 동작을 이용한 전자기기제어 장치 37 한국과학기술연구원(KIST) 손동작을이용한전자기기제어장치 38 한국과학기술연구원(KIST) 청각 장애인 및 노인성 난청인용 웨어러블 디바이스 1

실감입체음향시스템융합형 사운드체어 11 아주대학교 센서 네트워크에서 움직이는 표적을 추적하는 방법 12 위투위투 프로세스 기반 인텔리전스 솔루션 (Process-Aware Intelligence Solution) 13 인하대학교 최적 파라메터 제공이 가능한MB-OFDM UWB 송신장치 14 인하대학교 15 인하대학교 OFDMA 시스템의 사용자간 전송효율

3 기계소재 # 소속 기관(업) 기 술 제 목 기술설명회 참여 39 서울과학기술대학교 듀얼 DLP 3D 프린터(Dual Digital Light Processing 3D printer) 40 서울과학기술대학교 면상 발열체를 이용한 스탠드형 난방 제품 개발 41 서울과학기술대학교 지능형 프리피스톤 스털링 발전기 42 서울과학기술대학교 감성 조명 및 디스플레이용 필름 개발 43 서울과학기술대학교 3DDLPPrinter개발및OnlinePrintingFarm환경구축 44 숭실대학교 프린터 노즐 막힘 방지를 위한 프린터 노즐 장치 및 프린터 잉크 카트리지 45 숭실대학교 스핀 코팅 기법을 이용한 3D 프린팅 시스템 및 방법 46 아이피에스 바이크 스마트 하이파킹(BIKE SMART PARKIMG) 47 안동대학교 3D 메탈 프린터의 열처리장치 및 그 구조물 열처리방법 48 안동대학교 2차원 단면 누적을 이용한 3차원 형상 모델링 장치 및 그 방법 49 영남대학교 히트싱크 및 그 설계방법 50 이스트바이크 무단변속장치 51 재료연구소 고감도 자기센서/에너지하베스팅용 자기-전기 복합체 기술 52 재료연구소 반웅소결 질화규소 제조기술 53 한국과학기술원(KAIST) 54 한국과학기술원(KAIST) 요트, 해상주거시설, 부유체 안정화장치, 진폭과 주파수 조정 진동발생기, 레저산업 주석류 입자를 함유하는 탄소 섬유를 포함하는 이차전지 음극 활물질, 이를 포함하는 이차전지 및 그 제조방법 55 한국세라믹기술원 유리 소재를 이용한 3D 프린트 장치 및 이를 이용한 성형물 56 한국세라믹기술원 유연 디스플레이 패널을 이용한 팔뚝 장착형 스마트기기 57 한국세라믹기술원 FDM-3D 프린트용 필라멘트 수지 조성물, 이를 포함하는 FDM-3D 프린트용 필라멘트 및 이를 이용하여 제조한 FDM-3D 프린팅 성형물 58 한양대학교 입자 분급 시스템 59 한양대학교 복합 구조체, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 2

메탈 프린터의 열처리장치 및 그 구조물 열처리방법 48 안동대학교 2차원 단면 누적을 이용한 3차원 형상 모델링 장치 및 그 방법 49 영남대학교 히트싱크 및 그 설계방법 50 이스트바이크 무단변속장치 51 재료연구소 고감도 자기센서/에너지하베스팅용 자기-전기 복합체 기술 52 재료연구소 반웅소결 질화규소 제조기술 53 한국과학기술원(KAIST) 54

4 의료바이오 # 소속 기관(업) 기 술 제 목 60 경희대학교 설측 견인용 치열교정기구 및 그 제조방법 61 경희대학교 세포 및 또는 약물용 임플란트 62 국민대학교 상면만곡보정형시료챔버카트리지 63 국민대학교 나선형 유로를 이용한 시료 챔버 카트리지 64 동국대학교 전동 스프링 가압식 분사식 주사기 65 동국대학교 초음파 프로브 장착 자동 주사 및 천자 장치 66 동국대학교 단백질 분리 자동화 기기 67 서울대학교 68 시크릿허브코리아 69 아주대학교 재조합대장균을이용한다이드제인으로부터의(S)-이쿠올생변환 :단백질공학을이용한생산성향상 천연 생약초 추출물을 포함하는 피부 노화, 아토피 개선 및 피부 미백용 조성물 및 이의 제조방법 바이오- 메디컬 분야 응용을 위한 상압 저온 마이크로 플라즈마 분사장치 개발 70 아주대학교 베체트병 진단용 조성물 71 영남대학교 유착방지막 용도의 생체적합성 고분자 필름 및 필름의 제조 방법 생체적합성 고분자 72 영남대학교 에피프리에델라놀을 유효성분으로 함유하는 노화 억제용 약학조성물 73 영남대학교 퀘세틴-3-O-β-D-글루쿠로니드를 유효성분으로 함유하는 세포 노화 억제용 조성물 74 차의과대학교 트로커가부착된상처보호구 75 차의과대학교 약물 전달용 조성물, 그 제조방법, 및 이를 이용한 약물전달 방법 76 차의과대학교 줄기 세포의 신경 전구 세포로의 분화용 조성물 및 이를 이용한 방법 화학 # 소속 기관(업) 기 술 제 목 77 서울대학교 카다버린 생산을 위한 라이신 디카르복실라아제의 변이주 개발과 응용 기술설명회 참여 78 영남대학교 오폐수 처리를 위한 조성물 및 방법 79 영남대학교 바다머드를 이용한 친환경 비료의 제법 80 이레화학상사 표명의이온공정화기술을이용한환경친화형무독성방청코팅제개발 81 한국화학연구원 PI나노복합체 82 한국화학연구원 유-무기하이브리드나노세공체(MOF) 83 한국화학연구원 페로브스카이트태양전지 84 한양대학교 금속 산화물 나노 튜브를 포함하는 나노 구조체의 제조방법 85 한양대학교 실리콘 기판의 표면 박리방법 86 한양대학교 열전재료의 제조방법 및 그에 따라 제조된 열전재료 87 한양대학교 열전특성을 가지는 세라믹/고분자 복합재료 및 그 제조방법 88 한양대학교 저 등가직력저항 및 전극 내구성 향상 유기전극 바인더 재료 및 그 제조 방법 89 한양대학교 염료감응형/양자점감응형 태양전지 및 그 제조방법 3

70 아주대학교 베체트병 진단용 조성물 71 영남대학교 유착방지막 용도의 생체적합성 고분자 필름 및 필름의 제조 방법 생체적합성 고분자 72 영남대학교 에피프리에델라놀을 유효성분으로 함유하는 노화 억제용 약학조성물 73 영남대학교 퀘세틴-3-O-β-D-글루쿠로니드를 유효성분으로 함유하는 세포 노화 억제용 조성물 74 차의과대학교 트로커가부착된상처보호구

5 전기전자 # 소속 기관(업) 기 술 제 목 기술설명회 참여 90 경상대학교 전극,전지및전극의제조방법 91 경희대학교 광반응성 센서, 접촉인식 센서 및 이를 포함하는 터치 디스플레이 패널 92 서울과학기술대학교 센서제어형커피로스터 93 영남대학교 고효율 인버터 구동 교류모터 제어장치 94 한국전자통신연구원 유기발광소자 (OLED) 광추출 및 색안정성 기능이 있는 주름필름 에너지자원 # 소속 기관(업) 기 술 제 목 기술설명회 참여 95 담쟁이 치약토출장치(Refill Toothpaste Pump) 96 강원대학교 리튬이차전지용 구형화 천연 흑연 음극활물질 개발 97 강원대학교 리튬이차전지용 고출력 흑연/탄소 복합체 음극활물질 개발 98 한국에너지기술연구원 초다공성에어로겔단열신소재기술 99 국민대학교 연료전지자동차용채널분리형수소연료공급장치 4

에너지자원 # 소속 기관(업) 기 술 제 목 기술설명회 참여 95 담쟁이 치약토출장치(Refill Toothpaste Pump) 96 강원대학교 리튬이차전지용 구형화 천연 흑연 음극활물질

6 특별로봇융합 # 소속 기관(업) 기 술 제 목 100 한국과학기술원(KAIST) 음악 재생 기능을 갖는 카메라 완구 및 이의 음악 재생 방법 101 한국과학기술원(KAIST) 마커 장갑의 움직임을 3차원으로 인식하는 카메라 기반 원격조정 장치로 자원 개발 로봇을 구동하는 시스템 102 한국과학기술원(KAIST) 퍼지 적분을 이용한 로봇의 복합 표정 생성 시스템 103 한국과학기술원(KAIST) 로봇 제스처 생성장치 및 방법 104 한국과학기술원(KAIST) 사람과 상호작용이 가능한 감정 표현 로봇 105 한국과학기술원(KAIST) 감정정보를 미디어 파일에 인코딩하는 방법 106 한국과학기술원(KAIST) 로봇의 감정표현장치 및 방법 107 한국과학기술원(KAIST) 물리적 매개체를 이용한 인터랙티브 음성 통신 장난감 108 한국과학기술연구원(KIST) 물체인식 기술을 활용한 로봇주행 (Navigation) 기술 109 한국과학기술연구원(KIST) 윤곽선 분할 기반 특징을 이용한 물체 및 물체 범주 인식 기술 110 한국과학기술연구원(KIST) 컬러영상기반의물체탐지및추적기술 111 한국과학기술연구원(KIST) 로봇의 미지 물체에 대한 실시간 학습 기술 112 한국과학기술연구원(KIST) 실내 위치 및 모션 추정 기술 113 한국과학기술연구원(KIST) 3차원 음원 위치 추정 기술 114 한국과학기술연구원(KIST) 음원 분류 기술 115 한국과학기술연구원(KIST) CCTV 기반의 사람 추적 및 이상 행동 인식 116 한국과학기술연구원(KIST) 나사풀림 방지기술 117 한국과학기술연구원(KIST) 미세 수술 로봇 기술 118 한국과학기술연구원(KIST) 상지 재활 로봇 119 한국과학기술연구원(KIST) 뇌정위수술을위한전극삽입장치 120 한국과학기술연구원(KIST) 뇌졸중 환자의 보행 재활을 위한 착용형 외골격 로봇 121 한국과학기술연구원(KIST) 하지 기능 재활 보조 장치 122 한국과학기술연구원(KIST) 자폐 아동의 행동치료를 위한 보조 로봇 기술 123 한국과학기술연구원(KIST) 수술 네비게이션 프로그램 124 한국과학기술연구원(KIST) 정맥가시화 장치 125 한국과학기술연구원(KIST) semg 센서 모션인식 126 한국과학기술연구원(KIST) 착용형 촉감 디스플레이 127 한국과학기술연구원(KIST) 다중 셀 환경에서 간섭 정렬 기법을 이용한 통신 시스템 128 한국과학기술연구원(KIST) 나노 구조물을 갖는 압력센서 및 그 제조방법 129 한국과학기술연구원(KIST) 자가시점 RGB-D 영상 기반 손 위치 추적 기술 130 한국과학기술연구원(KIST) 로봇 손과 팔을 이용한 물체 조작 기술 131 한국과학기술연구원(KIST) 기구적으로 강성 조절이 가능한 액추에이터 132 한국과학기술연구원(KIST) 디스플레이-영상센서 간 정합을 위한 장치 및 방법 133 한국과학기술연구원(KIST) 손동작을 이용한 3차원 객체조작을위한 사용자인터페이스장치및상호작용기술 134 한국과학기술연구원(KIST) 손을 사용한 확장공간 물체조작 기술 135 한국과학기술연구원(KIST) 여러사용자간 확장공간 공유 및 상호작용기술 136 한국과학기술연구원(KIST) 사용자중심의작업계획방법 137 한국과학기술연구원(KIST) 인체감응 확장공간 환경 적응형 아바타 동작 생성 기술 138 한국과학기술연구원(KIST) 원격 제어를 위한 제어 및 센서 신호의 실시간 압축 및 복원 기술 139 한국과학기술연구원(KIST) 경사 축의 회전동력전달을 위한 구형 조인트 140 한국과학기술연구원(KIST) 초고압 활선 송전선로의 고속 자동 점검을 위한 원격로봇 기술 개발 141 고려대 청소로봇의 효율적인 청소를 위한 경로계획 방법 142 고려대 천장 지향 단안 카메라 기반의 이동로봇 위치추정 기술 143 고려대 착석자 체형 자동 맞춤 의자 144 고려대 환자 맞춤형 자세 교정 의자 145 고려대 이동식 3D 실내지도 작성 장치 146 서울대 휴대용 휠체어(PORTABLE WHEELCHAIR) 147 서울대 지름 가변형 휠(VARIABLE-DIAMETER WHEEL) 148 성균관대 상황 모니터링을 적용한 실시간 물체 인식 및 자세 추정 방법 149 성균관대 다축 촉각 센서 150 실감교류 초음파 뇌자극 시스템 151 실감교류 EtherCAT 지원 서보모터 제어 및 구동기 152 실감교류 Air Writing (공간화이트보드) 기술 5

통신 장난감 108 한국과학기술연구원(KIST) 물체인식 기술을 활용한 로봇주행 (Navigation) 기술 109 한국과학기술연구원(KIST) 윤곽선 분할 기반 특징을 이용한 물체 및 물체 범주 인식 기술 110 한국과학기술연구원(KIST) 컬러영상기반의물체탐지및추적기술 111 한국과학기술연구원(KIST) 로봇의 미지 물체에 대한 실시간 학습 기술

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8 정보통신 분과 유비쿼터스 건물화재 안전관리 시스템 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 건물내 소방시설의 실시간 모니터 링, 그 소방시설의 고장유무 확인, 조치 정보 구축 및 공개, 원격 관 리 점검, 화재 대응 정보 구축 등 의 통합적인 화재관련 정보 수집 및 화재에 대한 즉각적인 대응을 가능하게 하는 유비쿼터스 건물화 재 안전관리 시스템 - 복수 소화설비의 실시간 원격 모 니터링 및 제어와 신속한 화재진 압을 가능하게 하고 인명피해 예 방을 위한 최적화된 피난경로를 안내할 수 있는 유비쿼터스 건물 화재 안전관리 시스템으로 사물 인터넷 분야에 적용가능 [국내동향] - 국내 IoT 기술수준은 선진국 대비 1~2년 정도의 격차가 있으며 내수 시장도 협소함 - 단말기 등 일부 하드웨어, 통신 분야 경쟁력은 높으나 플랫폼, 센 서, 보안 등 핵심 분야 역량은 아 직 낮음 [해외동향] - 구글, IBM, 오라클, Cisco, 며야, A BB 등 글로벌 기업들이 생태계 주도를 위해 경쟁중이나 아직 지 배적 사업자 부재 - 세계 사물인터넷 시장은 2013년 2천억달러에서 2020년 1.2조달러 로 연평균 21.8% 성장 전망. 국내 시장은 2.3조원에서 17.1조원으로 연평균 32.8% 성장 전망 - 사물인터넷 산업의 경제적 파급 효과로 나타나는 총생산유발액은 2013~2017년까지 약 4,746억 원 에 달할 것으로 전망되었으며, 20 17년까지 총 3,627명의 고용을 유발할 것으로 추정 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 한글 유비쿼터스 건물 화재 원격조정 핵심키워드 영문 ubiquitous building fire remote control Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 광운대학교 부 서 공과대학 건축학과 성 명 노삼규 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 KR 유비쿼터스 건물화재 안전관리 시스템 7

원격 모 니터링 및 제어와 신속한 화재진 압을 가능하게 하고 인명피해 예 방을 위한 최적화된 피난경로를 안내할 수 있는 유비쿼터스 건물 화재 안전관리 시스템으로 사물 인터넷 분야에 적용가능 [국내동향] - 국내 IoT 기술수준은 선진국 대비 1~2년 정도의 격차가 있으며 내수 시장도 협소함 - 단말기 등 일부 하드웨어, 통신 분야 경쟁력은 높으나 플랫폼,

9 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 건물내 소방시설의 실시간 모니터링, 그 소방시설의 고장유무 확인, 조치 정보 구 축 및 공개, 원격 관리 점검, 화재 대응 정보 구축 등의 통합적인 화재관련 정보 수집 및 화재에 대한 즉각적인 대응을 가능하게 하는 유비쿼터스 건물화재 안전 관리 시스템 <유비쿼터스 건물화재 안전관리 시스템 구조> 복수 소화설비의 실시간 원격 모니터링 및 제어와 신속한 화재진압을 가능하게 하고 인명피해 예방을 위한 최적화된 피난경로를 안내할 수 있는 유비쿼터스 건 물화재 안전관리 시스템으로 사물인터넷 분야에 적용가능 2. 기술의 구성 시설관리운용부: 건물내 소방시설 실시간 감시, 감시 정보 확인 및 원격조정, 소방 시설의 접근, 제어, 정보 확인 중 하나 이상의 권한을 부여 소방정보운용부: 건물내 재실자 위치 확인, 화재발생시 대응행동 정보 갱신 및 저 장, 대응행동 정보 생성 화재상황대응부: 시설관리운용부의 화재 감지시 소방시설 작동상태 및 소방정보운 용부의 갱신된 대응행동 정보를 실시간 외부단말기에 전송 관리통합부: 평시 및 화재시 시설관리운용부, 소장정보운용부, 화재상황대응부의 제어 및 정보통합 기능 수행 8

관리 시스템 <유비쿼터스 건물화재 안전관리 시스템 구조> 복수 소화설비의 실시간 원격 모니터링 및 제어와 신속한 화재진압을 가능하게 하고 인명피해 예방을 위한 최적화된 피난경로를 안내할 수 있는 유비쿼터스 건 물화재 안전관리 시스템으로 사물인터넷 분야에 적용가능

10 3. 기술의 필요성 일반적으로 최근의 화재 관리 시스템은 주로 건물 내 설치된 열 감지센서를 통한 화재 확인 후 소방서, 관리자, 재실자 등에게 유무선상으로 통보함과 아울러 소화 설비를 작동시켜 화재를 진압하는 사후처리 방식으로 이루어져 있음 소화설비의 이상이 있는 경우 화재에 대한 원활한 대처가 어려울 뿐만 아니라 복 잡한 기능을 구비한 다수개의 소화설비를 평시에 확인하는 것 또한 매우 비효율 적 병원, 관공서, 대형빌딩 등과 같이 사람들이 밀집되어 있는 건물에서는 그 사람들 의 분포정도가 시시각각으로 변화하기 때문에 화재 발생시 분포상황에 따른 피난 경로나 행동요령 또한 변경되어야 하나 종래의 화재 관리 시스템에서는 최적화된 피난경로나 행동요령에 대한 정보를 실시간으로 제공할 수 없음 4. 기술의 차별성 시설관리운용부를 통해 권한을 부여 받은 자가 건물 내 소방시설을 실시간으로 원격 모니터링 및 제어하도록 하여 평시에도 소방시설을 적은 인원으로 효율적으 로 관리할 수 있음 화재발생의 통보와 최적화된 화재대피요령에 대한 정보를 화재상황대응부가 건물 재실자, 관리자, 소방서 등이 보유한 외부단말기로 원격 제공할 수 있어 즉각적인 화재진압 작업과 원활한 피난 진행이 가능함 9

분포상황에 따른 피난 경로나 행동요령 또한 변경되어야 하나 종래의 화재 관리 시스템에서는 최적화된 피난경로나 행동요령에 대한 정보를 실시간으로 제공할 수 없음 4.

11 디지털 기반 조명의 색상 시퀀스 재생시 색상 간 변화를 제어하기 위한 조명제어 방법 Ⅰ. 제안기술 개요 정보통신 분과 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 [국내동향] - 디지털 기반 조명의 색상 시퀀스 년 LED 조명이 중기적합업종 재생시 색상 간 변화를 제어하기 에서 해제되면서 대기업들이 진 - 디지털조명의 시장은 사물인터넷 위한 조명제어 기술 출 활발 의 발달과 함께 홈네트워크에 응 - 디지털 기반 조명의 색상 변환이 - 삼성전자는 OEM ODM 생산을 통 용되어 센서네트워크 분야와 함 반복되는 전체 주기를 미리 설정 해 시장에 참여. LG는 다운라이 께 지속적으로 수요 증가 예상 된 간격의 타임유닛으로 나눈 뒤, 트 직관형 평판 LED조명 제품출시 년 국내 LED 시장 규모는 8. 각 타임유닛에 대한 시작 색상정 [해외동향] 3조원으로 추정되며, 2015년 15.7 보, 그리고 효과모드정보를 적용 년부터 LED산업 집중 육성정 조원으로 급성장할 전망 하여 색상 수열 콘텐츠를 저작 책을 시행하고 있는 중국은 세계 LED 조명시장은 2012년 이 - 디지털 기반 조명의 색상 시퀀스 재생 년 LED산업을 4,500억 위안 규모 후 본격적으로 성장하여 2014년 시 색상 간 변화를 급격한 변화의 효과 로 육성할 계획 약 270억 달러, 2016년 424억 달 를 나타낼 경우와 부드럽고 자연스로운 - 미국은 2014년 이후 40~60W 백열 러 시장으로 급성장할 전망 변화의 효과를 나타낼 경우로 구분하여 전구 판매 금지로 LED 조명 수요 증 사용가능 가 예상 일반 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 상용화단계 의약 바이오 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 디지털조명 색상 시퀀스 조명 제어 컴퓨터 판독 영문 digital lighting color sequence light control computer-readable Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 국민대학교 부 서 정보통신대학 전자공학부 성 명 정구민 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 상세현황 사업화대상기술관련 특허 총 6 건 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 KR 관련기술 출원 등록 KR 관련기술 출원 등록 KR 관련기술 출원 등록 KR 관련기술 출원 등록 KR 디지털 기반 조명의 색상 시퀀스 재생시 색상 간 변화를 제어하기 위한 조명제어 방법, 그리고 디지털 기반 조명의 색상 시퀀스 재생시 색상 간 변화를 제어하기 위한 조명제어 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 색상 테이블의 터치 패턴 입력을 이용한 조명 구동 시퀀스 저작 방법 및 이를 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체, 그리고 조명 구동 시스템 동작인식을 이용한 감성조명 시스템의 디지털 감성조명 콘텐츠 저작 방법 및 이를 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 디지털 조명장치를 위한 감성조명 색상컨텐츠 서비스 제공 시스템 디지털 조명장치를 위한 터치궤적 기반의 색상컨텐츠 데이터 처리방법 및 이를 위한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 관련기술 출원 등록 KR 동작인식 및 상황인식 기반의 디지털 조명 제어방법 및 장치 10

변환이 - 삼성전자는 OEM ODM 생산을 통 용되어 센서네트워크 분야와 함 반복되는 전체 주기를 미리 설정 해 시장에 참여. LG는 다운라이 께 지속적으로 수요 증가 예상 된 간격의 타임유닛으로 나눈 뒤, 트 직관형 평판 LED조명 제품출시 - 2013년 국내 LED 시장 규모는 8.

12 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 디지털 기반 조명의 색상 시퀀스 재생시 색상 간 변화를 제어하기 위한 조명제어 기술 디지털 기반 조명의 색상 변환이 반복되는 전체 주기를 미리 설정된 간격의 타임 유닛으로 나눈 뒤, 각 타임유닛에 대한 시작 색상정보, 그리고 효과모드정보를 적 용하여 색상 수열 콘텐츠를 저작 <조명제어 방법> 디지털 조명제어를 위해 마이크로컨트롤러를 이용한 PWM 신호 생성 및 PWM 디 밍 제어기법을 사용하며 시간 구간의 세분화를 통해 정밀한 색상의 변화를 제어 할 수 있음 디지털 기반 조명의 색상 시퀀스 재생시 색상 간 변화를 급격한 변화의 효과를 나타낼 경우와 부드럽고 자연스러운 변화의 효과를 나타낼 경우로 구분하여 사용 가능하며 사물인터넷 분야에 적용 가능 2. 기술의 구성 조명제어장치: 입력부, 저장부, 출력부, I/O 인터페이스 조명제어모듈: 타임유닛 설정수단, 효과모드 구현수단, 유지모드 구현수단, 보간모 드 구현수단 11

타임유닛에 대한 시작 색상정보, 그리고 효과모드정보를 적 용하여 색상 수열 콘텐츠를 저작 <조명제어 방법> 디지털 조명제어를 위해 마이크로컨트롤러를 이용한 PWM 신호 생성 및 PWM 디 밍 제어기법을 사용하며 시간

13 3. 기술의 필요성 디지털 조명의 밝기(색상) 제어는 PWM 디밍 기술(Pulse Width Modulation Dim ming)을 사용하며 주기(period)와 듀티 레이트(duty rate) 값을 마이크로컨트롤러 에 설정해야 함 듀티레이트는 한 주기 동안에서 하이 레벨(high level) 신호의 비율을 의미하며 LE D 조명의 경우 라이트 오/오프 비율을 의미함 듀티레이트의 기준 주기가 충분히 짧다면 눈의 잔상 효과로 인하여 조명의 깜빡 임을 인지하지 못하며, 그에 따라 LED 조명의 밝기 정도를 나타냄 일반적인 PWM 신호 생성 방법은 마이크로컨트롤러에 내장된 타이머 모듈을 이 용하여 일정 미리 설정된 PWM 신호 주기를 지속적으로 카운팅(counting)한 뒤, 한 주기에 해당되는 값의 카운팅이 완료되어 오버플로우(overflow)가 발생하면 인 터럽트를 발생시킴 비교 레지스터 값(compare register value)을 설정하여 비교 레지스터 값에 도달 하거나 타이머의 오버플로우가 발생하면 출력 신호를 반전시키는 방식으로 PM W 신호를 생성 최근에는 목적으로 다양한 색상의 디지털 조명 수요가 확대되어 정밀한 색상의 변화를 부드럽게 제어할 수 있는 기술이 요구됨 4. 기술의 차별성 마이크로컨트롤러를 이용한 PWM 신호 생성 및 PWM 디밍 제어 기법을 사용하면 서 시간구간의 세분화를 통해 매 순간의 색상에 해당하는 신호를 적용모드에 따 라 연산함으로써 정밀한 색상의 변화를 제어할 수 있음 디지털 기반 조명의 색상 시퀀스 재생시 색상 간 변화를 급격한 변화의 효과를 나타낼 경우와 부드럽고 자연스로운 변화의 효과를 나타낼 경우로 구분하여 사용 가능 디지털 조명의 색상 시퀀스 재생시 색상간 변화를 제어하기 위한 조명제어프로그 램을 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하 는 것이 가능 컴퓨터 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어웨이브(예컨대, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현 되는 것도 포함 12

완료되어 오버플로우(overflow)가 발생하면 인 터럽트를 발생시킴 비교 레지스터 값(compare register value)을 설정하여 비교 레지스터 값에 도달 하거나 타이머의 오버플로우가 발생하면 출력 신호를 반전시키는 방식으로 PM W 신호를 생성 최근에는 목적으로 다양한 색상의 디지털 조명 수요가 확대되어 정밀한 색상의 변화를 부드럽게 제어할

14 정보통신 분과 문화 융합형 모바일용 웰니스 문화콘텐츠 서비스 저작 기술 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 문화재 관광 레저 융복합 웰니스 콘텐 츠 저작 기술 - 웰니스 요소 자동 추출 알고리즘 기 술 - 융복합 웰니스 콘텐츠 자동 구성 기 술 사용자 최적화 융복합 웰니스 콘텐츠 인포메틱스 제공 기술 - 개인 기호/상태를 반영한 프로파일링 정보 구축, 분석 및 처리 기술 - 프로파일 기반 융복합 웰니스 콘텐 츠 추천 기술 [국내동향] - [융복합 웰니스 콘텐츠 저작 및 자 동 구성 기술]은 국내의 경우 전무 하거나 미흡한 실정이며, 관련한 연 구 및 기술 개발이 활달히 진행되 고 있음 [해외동향] - 세계 웰니스 시장은 약 2천2백조 원으로 추산되며, 특히 웰니스 영 역인 건강관리 예방/진단/사후관 리 관련 시장규모는 2010년 11,4 00억 달러(SRI International, Rep or, 2010) - 국내 웰니스 산업 시장 규모는 약 75조원으로 2009년 GDP 대비 약 7% 규모로 성장, 연평균 9.4%의 높은 성장을 보이고 있음(지식경 제 R&D 전략기획단, 2012) - 세계 웰니스 산업 시장 규모는 약 2020년 29,490억 달러로 급성장 을 예상하고 있음(SRI Internation al, Repor, 2010) 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ➍개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 웰니스, 모바일, 문화 콘텐츠, 저작 기술, 추천 Wellness, Mobile, Culture Content, Authoring Technology, Recommendation Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 단국대학교 부 서 정보문화기술연구원 성 명 이원진 직 급 조교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 5 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 협업 추천 시스템에서의 사용자 피드백 예측 장치 및 방법 상세현황 대상기술 출원 등록 대상기술 출원 등록 콘텐츠 분석 장치 및 방법 사용자 프로파일과 상황정보를 이용한 선호도 기반 하이브리드 필터링 콘텐츠 추천 방법 및 그 시스템 관련기술 출원 등록 사용자 통합 프로파일 생성 방법 및 그 시스템 관련기술 출원 등록 스트레스 완화 콘텐츠 제공 시스템 및 방법 13

융복합 웰니스 콘텐 츠 추천 기술 [국내동향] - [융복합 웰니스 콘텐츠 저작 및 자 동 구성 기술]은 국내의 경우 전무 하거나 미흡한 실정이며, 관련한 연 구 및 기술 개발이 활달히 진행되 고 있음 [해외동향] - 세계 웰니스 시장은 약 2천2백조 원으로 추산되며, 특히 웰니스 영 역인 건강관리 예방/진단/사후관 리 관련 시장규모는 2010년 11,4

15 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 문화재 관광 레저 콘텐츠를 통하여 개인의 행복증진과 편리한 문화생활을 향유할 수 있는 혁신적인 웰니스 서비스 모델을 개발하고, 개인의 프로파일 특성에 적합 한 맞춤화된 생활 밀착형 문화 융복합 웰니스 저작 도구를 구축하는 기술 - 문화재 관광 레저 콘텐츠와 웰니스 콘텐츠의 융합을 통해 문화 융합형 웰니스 서 비스 패러다임을 정의하고, 문화 융합형 웰니스 콘텐츠의 메타데이터를 정의하 여 웰니스적 요소를 갖는 문화재 관광 레저 융복합 웰니스 콘텐츠를 구성하는 기술 - 사용자의 인구통계학적 정보와 건강정보, 개인 정보를 받아와 이를 분석하여 프 로파일을 생생하고 관리하는 기술 - 구성된 웰니스 콘텐츠들과 사용자의 프로파일 정보를 이용하여 사용자에게 맞춤 화된 콘텐츠를 추천하는 문화 융합형 웰니스 서비스 모델을 제시하고, 제시된 서비스 모델을 통해 맞춤형 문화 융복합 웰니스 서비스 저작 기술 및 서비스 개발 본 기술은 크게 3가지의 세부기술로 나눌 수 있음 문화재 관광 레저 융복합 웰니스 콘텐츠 저작 기술 - 개인 맞춤형 융복합 웰니스 콘텐츠 서비스 모델 - 문화재 관광 레져 콘텐츠에서 웰니스 요소 자동 추출 알고리즘 및 기술 - 일반적인 효과 및 효능과 융복합 웰니스 콘텐츠 사용자들에 의해 축적된 효과 14

콘텐츠의 융합을 통해 문화 융합형 웰니스 서 비스 패러다임을 정의하고, 문화 융합형 웰니스 콘텐츠의 메타데이터를 정의하 여 웰니스적 요소를 갖는 문화재 관광 레저 융복합 웰니스 콘텐츠를 구성하는 기술 - 사용자의 인구통계학적 정보와 건강정보, 개인 정보를 받아와 이를 분석하여 프 로파일을

16 및 효능 추출 기술 - 효과 및 효능 기반의 융복합 웰니스 콘텐츠 자동 구성 기술 사용자 최적화 융복합 웰니스 콘텐츠 인포메틱스 제공 기술 - 개인 기호/상태(선호도, 건강정보)를 반영한 프로파일링 정보 구축, 분석 및 처리 기술 - 웨어러블 기기의 신체정보가 반영된 개인 프로파일 처리 기술 - 사용자 최적화를 위한 융복합 웰니스 콘텐츠 추천 기술 - 개인프로파일, 외부상황정보(위치, 기상)와 문화재 관광 레저 콘텐츠에 기반한 개 인 맞춤형 융복합 웰니스 콘텐츠 기술 - 사용자 디바이스에 최적화된 클라우드 기반의 융복합 웰니스 콘텐츠 적응화 및 정보 제공 기술 모바일용 개인 맞춤형 융복합 웰니스 콘텐츠 제공 어플리케이션 - 증강 현실 기술이 적용된 개인 맞춤형 융복합 웰니스 콘텐츠 제공 앱 - 개인 맞춤형 융복합 웰니스 콘텐츠 큐레이션 및 SNS 연동 기술 - 융복합 웰니스 콘텐츠 사용자용 서피스(surface) 입력 인터페이스 기술 [시스템 개념도] 15

인 맞춤형 융복합 웰니스 콘텐츠 기술 - 사용자 디바이스에 최적화된 클라우드 기반의 융복합 웰니스 콘텐츠 적응화 및 정보 제공 기술 모바일용 개인 맞춤형 융복합 웰니스 콘텐츠 제공 어플리케이션 - 증강 현실 기술이

17 2. 기술의 수준 웰니스 요소 추출 자동화 100% 달성 웰니스 콘텐츠 구성 자동화 100% 달성 개인 기호/상태 정보를 반영한 프로파일 분석 정확도 91.3% 달성 사용자 상황정보 동시 반영 3개 지원 웨어러블 디바이스의 센서 데이터 분석을 통한 패턴 인식 3. 기술의 필요성 최근 고령화의 급속한 진행과 소득수준의 향상 등으로 삶의 질 개선 욕구가 증가 하면서 질병치료에서 예방관리 중심으로 소비자의 건강관리 패러다임이 변화하고 있음 - 최근 건강한 삶의 질 향상을 위해 생활문화 밀착형 건강관리 지원 서비스의 필요성이 증가되고 있으며, 개인은 개별 건강 프로파일에 적합한 스마트 서비스 제공을 원하 고 있음 전 세계는 노령인구의 비율 증가 및 만성질환자의 증가로 국민 건강과 관련한 사 회적 비용이 점점 높아지고 있어 질병의 치유 및 예방을 목적으로 한 웰니스에 대한 관심이 높아지고 있음 16

기술의 필요성 최근 고령화의 급속한 진행과 소득수준의 향상 등으로 삶의 질 개선 욕구가 증가 하면서 질병치료에서 예방관리 중심으로 소비자의 건강관리 패러다임이 변화하고 있음 - 최근 건강한 삶의 질

18 - 행복한 삶과 정신적 가치의 추구, 친환경 및 웰니스 관심 증가에 따라 웰니스 콘텐츠 서비스 저작기술은 고부가가치를 창출하는 기술 분야로 대두되고 있음 - 또한 개인 기호에 맞는 다양한 문화형 웰니스 콘텐츠를 모바일로 제공함으로써, 다양 한 대중들의 웰니스 콘텐츠 사용의 수월성 확보가 필요한 상황임 웰니스 시장은 기본적으로 잘먹고 잘 살면서 아름다움과 젊을 추구하는 생활밀착 형건강관리, 예방관리, 웰에이징, 웰빙웨어 등을 포함한 새로운 시장이며, 특히 ICT 환경에 대응하기 위해서 다음과 같은 지속적인 연구 및 추가적인 연구가 필요 차세대 모바일 환경으로 급부상하고 있는 웨어러블 장치와 사물인터넷을 고려한 맞춤형 웰니스 및 헬스케어 융복합 콘텐츠 저작 및 서비스 기술 개발이 추가적으 로 필요 4. 기술의 차별성 기술측면의 촉진 요인 저작기술을 통한 융복합 웰니스 콘텐츠 생산 확대 및 기술적 기여 - 저작기술 개발을 통하여 문화-웰니스의 융합형 콘텐츠 서비스의 활용도가 높다 는 것을 증명하였고, 이는 또다른 다양한 분야와 웰니스가 융복합한 형태의 콘 텐츠 서비스의 가능성을 열어주었고 그에 대한 다양한 형태의 융복합 웰니스 콘텐츠 서비스의 생산이 확대될 것이라고 예상 - 문화재 관광 레저 분야의 융복합 웰니스 콘텐츠의 제작, 생산, 유통 전반에 기술 적 파급효과가 예상 - 개인 맞춤형 웰니스/헬스케어 서비스 산업에 융복합 웰니스 콘텐츠 인포메틱스 제공기술을 활용하므로서, 관련 서비스 분야 산업 성장에 기여 차세대 문화재 관광 레저 산업 신시장 창출의 기회 증대 - 웰니스와 문화재 관광 레저 산업의 융합을 통한 새로운 블루오션(사용자 맞춤형 문화재 관광 레저 융복합 웰니스 산업, 헬스 케어 서비스 등) 창출이 가능함 - 문화재 관광 레저 산업이 크게 활성화 되고, 새로 창출되는 세계의 웰니스/문화 재 관광 레저 융합 산업에 국내 인력이 선도 진입함으로써 서비스의 성공이 세 계적으로 이어졌을 경우 국제적 선점 효과에 기여 17

기술의 차별성 기술측면의 촉진 요인 저작기술을 통한 융복합 웰니스 콘텐츠 생산 확대 및 기술적 기여 - 저작기술 개발을 통하여 문화-웰니스의 융합형 콘텐츠 서비스의 활용도가 높다 는 것을 증명하였고, 이는 또다른 다양한 분야와 웰니스가 융복합한 형태의 콘 텐츠 서비스의 가능성을 열어주었고 그에 대한 다양한 형태의 융복합 웰니스 콘텐츠 서비스의 생산이

19 정보통신 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 가시광통신을 이용한 지능형 청소 시스템 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 [국내동향] - 흡입력에 대한 문제가 제기되면서 성 - 가시광 통신 기반의 고정형 광원 모듈을 이용하여 지능형 청소기의 변위를 측정하는 장치 및 방법 - 가시광 통신이 가능한 조명 광원 으로부터 획득된 절대 위치 및 상기 이미지 센서로부터 획득된 상대 위치에 기초하여, 로봇 청소 기가 이동한 위치, 즉 상기 로봇 청소기가 이미 청소한 영역을 다 시금 청소하지 않게 함으로써, 전 력소비를 최소화 장세 주춤하였으나 최근에는 와이파 이 청소기 제어 등 홈네트워크와 연 계하려는 기술개발이 활발히 진행중 - 로봇청소기 분야는 기존 모뉴엘, 유진로봇, 일렉트로룩스 등 중소 중견기업의 경쟁이 치열했던 분야 로 최근 모듀엘 금융사기 사태와 대기업의 시장 진입으로 제품 경 쟁이 더욱 더 치열해짐 [해외동향] - 영국 런던왕립대학에 로봇기술 연 구소를 설치한 청소기 최대 업체 다이슨이 로봇청소기 시장에 신제 품을 선보이고 새롭게 진입 - 로봇청소기 시장은 2002년 미국 아이로봇사가 '룸바'를 출시하며 포문을 연 후 점진적으로 성장 - 최근 시장조사기관 BIA리서치는 세계 로봇청소기 시장이 지난 20 09년 5억600만달러(약 6000억원) 에서 오는 2016년 20억달러(약 2 조4000억원) 규모로 매년 20% 이 상씩 성장할 것으로 전망 - 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 한글 가시광통신, 로봇, 청소 핵심키워드 영문 visible light communication, robot, cleaner Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 서울과학기술대학교 부 서 전자IT미디어공학과 성 명 차재상 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 2 건 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 KR 가시광 통신을 이용한 지능형 청소 시스템 관련기술 출원 등록 KR 로봇 청소기 18

상대 위치에 기초하여, 로봇 청소 기가 이동한 위치, 즉 상기 로봇 청소기가 이미 청소한 영역을 다 시금 청소하지 않게 함으로써, 전 력소비를 최소화 장세 주춤하였으나 최근에는 와이파 이 청소기 제어 등 홈네트워크와 연 계하려는 기술개발이 활발히 진행중 - 로봇청소기 분야는 기존 모뉴엘, 유진로봇, 일렉트로룩스 등 중소 중견기업의 경쟁이 치열했던 분야 로

20 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 가시광 통신 기반의 고정형 광원 모듈을 이용하여 지능형 청소기의 변위를 측정 하는 장치 및 방법 가시광 통신이 가능한 조명 광원을 이용하여, 로봇 청소기의 절대 위치를 획득하 고, 상기 획득된 절대 위치와 로봇 청소기에 탑재된 이미지 센서를 이용하여 상기 로봇 청소기의 상대 위치를 연산하여, 정확한 위치를 획득하게 하는 시스템 및 방 법 가시광 통신이 가능한 조명 광원으로부터 획득된 절대 위치 및 상기 이미지 센서 로부터 획득된 상대 위치에 기초하여, 로봇 청소기가 이동한 위치, 즉 상기 로봇 청소기가 이미 청소한 영역을 다시금 청소하지 않게 함으로써, 전력소비를 최소화 <가시광 통신 로봇청소기 구성도> 2. 기술의 구성 조명 모듈: 건물 내부의 천정에 배치되고, 식별 가능한 하나의 광원 ID가 할당되 며, 가시광 통신을 이용하여 정보 송신 고정형 광원모듈, 조명메모리 모듈, 고정형 광원 수광 모듈, 유/무선통신 모듈 지능형 청소기 모듈: 고정형 광원 모듈로부터 가시광 통신을 이용하여 정보를 수 신받아 이동 방향 결정 청소기 하우징, 이동형 광원 모듈, 위치연산 모듈, 이미지센서 모듈, 메모리 모 듈 19

이용하여 상기 로봇 청소기의 상대 위치를 연산하여, 정확한 위치를 획득하게 하는 시스템 및 방 법 가시광 통신이 가능한 조명 광원으로부터 획득된 절대 위치 및 상기 이미지 센서 로부터 획득된 상대 위치에 기초하여, 로봇 청소기가 이동한 위치, 즉 상기 로봇

21 3. 기술의 필요성 최근에는 제조용 로봇 외에 응용 분야가 더욱 확대되어, 의료용 로봇, 우주 항공 로봇 등이 개발되고, 일반 가정에서 사용할 수 있는 가정용 로봇도 개발되고 있음 로봇 청소기는 초음파 센서를 장착하여 평면상의 전후/좌우에 존재하는 장애물을 인식한 경우, 장애물을 회피하여 이물질을 흡입할 수 있음 구동 모터에 연결되고, 주행 바퀴의 회전수를 인식하는 인코더(ENCODER) 및 로봇 청소기의 자세를 인식하기 위한 자이로스코프(GYROSCOPE) 등의 센서를 이용하여 상대적 위치를 판단 구동 모터의 회전수에 기초하여 로봇 청소기의 상대적 위치를 판단하는 것은 바 퀴의 미끄러짐 또는 일정하지 않은 구동 모터의 회전수 등과 같은 변수 파라미 터로 인해서, 상기 로봇 청소기의 위치 판단에 어려움이 있음 따라서 로봇 청소기의 위치 변화, 즉 변위를 최소한의 오류를 가진 결과 값을 획 득하는 장치 및 방법이 필요함 4. 기술의 차별성 가시광통신에 의한 고정형 광원 모듈, 고정형 광원 수광 모듈을 포함하여 외부로 부터 제어 신호를 시신하여 광원모듈을 점등 또는 소등할 수 있기 때문에 외부에 서 제어가 가능함 사용자가 건물 내 또는 실내공간에 없을 때 광원 모듈을 제어하여 외부 침입을 방지하는 효과를 얻을 수 있음 이미지 촬영 모듈과 메모리 모듈, 유/무선 통신 모듈을 포함하여 건물 내 또는 실 내의 상황을 이미지를 통해 사용자에게 송신하여 무인 감시 장치의 효과를 얻을 수 있음 20

22 정보통신 분과 의료용 식별태그 및 이를 이용한 환자정보와 체온 체크시스템 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 [국내동향] - 환자정보를 포함하며, 환자의 체 온변화에 따라 색이 변화해 환자 의 체온이상을 육안으로 확인할 수 있는 의료용 식별태그와, 이를 스캔하여 환자정보와 체온정보를 디스플레이 하고 담당의에게 환자 의 상태를 신속히 알릴 수 있는 환자정보 및 체온 체크시스템 - 환자의 체온에 따라 색이 변하는 의료 용 식별태그를 통해 환자 체온을 육안 으로 확인함으로써 체온을 수시로 측정 할 필요 없이 육안으로 확인할 수 있어 환자의 이상상태를 손쉽게 확인 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이오 한글 영문 Ⅱ. 기술개발자 정보 - ETRI에서는 심전도, 호흡, 운동량 등 생체신호를 실시간 모니터링할 수 있는 바이오셔츠와 바이오패치 를 개발. 약복용 도우미, 스마트 신발, 행위 모니터링 시스템 등 건강한 생활 지원관리기술 개발 [해외동향] - 필립스는 가정에 비치된 기기를 이용하여 간편하게 체중 혈압 심 전도, 혈당 등을 측정하고 측정된 생체정보를 무선으로 원격스테이 션으로 전송하는 서비스 개발 - 미국의 WelchyAllyn에서는 생체정 보를 모니터링할 수 있는 휴대단 말을 개발하여 환자 감시 장치로 활용 - 필립스 헬스케어 제품이 지속적인 시장 성장세와 함께 전체 시장을 주도하고 있으며, Mindray Medic al 등 중국산 제품의 시장 점유율 이 급격하게 증가 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 의료 식별태그, 환자 체온 체크 Medical Identification tags, Patient body temperature check - 전세계 환자 모니터링 장치 시장 은 2013년 기준 USD 14.7B(한화 기준 약 17조)에서 연평균 7.4% 씩 성장하여 2018년에는 USD 21 B(약 24.24조) 규모로 성장 예상 - 전세계 자가 건강 모니터링 시장 은 2013년 기준 USD 1.1B(한화 기 준 약 1.3조)에서 연평균 42.9%씩 성장하여 2019년에는 USD 18.8B (약 21.72조) 규모로 급성장 예상 기관명 서울과학기술대학교 부 서 전자IT미디어공학과 성 명 차재상 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 상세현황 사업화대상기술관련 특허 총 7 건 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 KR 의료용 식별태그 및 이를 이용한 환자정보와 체온 체크시스템 관련기술 출원 등록 KR 말 건강관리 모니터링 시스템 관련기술 출원 등록 KR 발광형 LED로 이루어진 분할점등형 QR코드의 영역분할 인식장치 및 방법 관련기술 출원 등록 KR LED-ID를 겸한 LED-정보코드 데이터 전송 시스템 관련기술 출원 등록 KR LED QR코드 형성 카드 및 이를 이용한 정보제공 시스템 관련기술 출원 등록 KR 스마트폰을 이용한 경마 모니터링 시스템 관련기술 출원 등록 KR 카드 명함 청첩장 책 정보제공용 멀티형 LED QR 코드모듈 21

23 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 환자정보를 포함하며, 환자의 체온변화에 따라 색이 변화해 환자의 체온이상을 육 안으로 확인할 수 있는 의료용 식별태그와, 이를 스캔하여 환자정보와 체온정보를 디스플레이 하고 담당의에게 환자의 상태를 신속히 알릴 수 있는 환자정보 및 체 온 체크시스템 환자의 체온에 따라 색이 변하는 의료용 식별태그를 통해 환자 체온을 육안으로 확인함으로써 체온을 수시로 측정할 필요 없이 육안으로 확인할 수 있어 환자의 이상상태를 손쉽게 확인 의료용 식별태그에 포함된 QR 코드부를 스마트 단말기를 통해 스캔해 환자 정보 와 환자의 체온정보를 확인할 수 있어 환자가 의식이 없는 상태에서도 환자의 상 태를 파악하고 적절한 조치를 취할 수 있음 <의료용 식별태그 구성도> <체온변화에 따른 식별 태그> 시온 잉크나 류코 잉크 등 온도 변화에 따라 색이 변하는 잉크를 이용한 식별태 그를 통해 환자의 체온변화에 따른 환자의 체온 이상 여부를 육안으로 확인 가능 식별태그의 색상과 정보를 스캔하여 스마트 기기에 정보 제공 2. 기술의 구성 QR 코드부: 환자의 피부에 부착되어 환자의 체온의 변화에 따라 변색되며 환자의 기초정보를 포함 기초정보: 외부 서버에 접속하여 환자 정보를 제공받을 수 있는 경로 정보 포함. 의료용 식별태그 시트부: 환자의 피부에 접착되며 환자의 체온변화에 따라 변색 QR코드가 인쇄되는 본체, 열전달부재, 접착부재, 이형부재로 구성 22

24 3. 기술의 필요성 일반적으로 병원에서는 신생아 및 환자에 식별코드를 부여하고 신상 정보 및 진 료 기록 등을 저장하여 이를 관리하나 이와 같은 방식은 환자를 식별하기 위해 매번 저장된 서버에 컴퓨터를 통해 접속해야 하는 번거로움이 있음 이러한 방식은 컴퓨터가 배치된 위치에서만 가능하고 환자의 식별 정보를 매번 입력해야하는 번거로움이 있음 환자가 병실이 아닌 다른 곳에서 쓰러지거나 의식불명 상태에 빠지면 신속한 응 급 조치와 더불어 환자의 병력을 인지하기 위하여 환자의 정보를 조회해야 하는 데 기존 단말기 등을 통한 서버 접속이나 차트에 의존한 방식은 신속한 대처가 어려움 병이 있는 환자뿐만 아니라 스스로 의사 표현을 못하는 신생아의 경우에도 관리 가 어렵기 때문에 환자의 상태를 쉽게 알 수 있는 기술의 개발이 필요함 4. 기술의 차별성 기존 대형 병원(TTSH, CGH 등)에서 사용하는 QR코드만을 활용하여 환자나 의약 을 관리하는 방식을 개선하여, 환자 관리와 동시에 체온 측정 가능 최근 출시된 NFC 방식의 응급환자 건강정보 확인 및 응급의료서비스 연계 제품 대비 가격 경쟁력, 인프라 및 사용자 경험 우수 체온 측정이 가능한 피부 접촉 형태의 패치, 종이나 고무 소재의 반지나 팔지, 스 마트 왓치(또는 밴드) 및 원격 모니터링 시스템 등 다양한 형태의 제품 및 서비스 구현 가능 23

25 정보통신 분과 생체신호 모니터링 시스템 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 원격 혈당 모니터로서 CGM(Continuou s Glucose Monitoring) 기능이 있는 피 부센서를 착용 환자를 위해서 개발 - 피부 센서로부터 무선 신호를 받아 화 면에 혈당 수치를 디스플레이하며, 혈 당 수치가 낮을 경우 시각 및 청각적 인 경고를 보내도록 프로그래밍 - 현재 환자 개인의 특정 질병을 모니터 링하는 방식에서 다수의 환자나 환자 개인의 복수의 질병을 모니터링하는 멀 티 센싱(Multi-Sensing) 방식으로 적용 [국내동향] 년 산업부는 제6차 산업기술 혁신계획(2014~2018)을 통해 의 료 및 엔터테인먼트용 웨어러블 컴퓨터 기술 개발 역량 집중 계획 발표 - 삼성전자, LG 등이 시계, 밴드형 디바이스 개발 - 국내 대학 및 연구소에서 바이오 패치 및 기초연구에 집중. 생체이 식형 연구는 미비 [해외동향] - 미국, 일본, 유럽 등 대학 및 연구 소를 중심으로 기초 연구가 수행 되고 있으며 퓨언밴드, 마이코치, 핏비트, 구글 등 다양한 기업들이 휴대형, 부착형, 이식 복용형 디바 이스의 상용화에 박차 - 생체신호 모니터링 디바이스는 저렴한 가격과 편리한 휴대성과 기존에 구축되어 있는 웨어러블 기기와 연계가 가능하므로 시장 확대가 예상됨 - 웨어러블 산업의 규모는 2014년 기준 USD 8.58B에서 연평균 44. 1% 씩 성장하여 2018년에는 US D 37.03B으로 성장 예상 - 맥킨지에 의하면 웨어러블 디바 이스의 2025년 경제적 파급력을 약 3조달러로 예상, 클라우드 파 급력보다 높은 수치 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 한글 복수 생체신호 센서블록 혈당 모니터링 핵심키워드 영문 plural body signal sensor block blood sugar monitoring Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 서울과학기술대 부 서 전자IT미디어공학과 성 명 박찬오, 윤길원 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 2 건 상세현황 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 KR 생체신호 모니터링 시스템 관련기술 출원 등록 KR 실시간으로 안정된 생체신호를 측정하는 장치 24

26 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 원격 혈당 모니터로서 CGM(Continuous Glucose Monitoring) 기능이 있는 피부센 서를 착용 환자를 위해서 개발 피부 센서로부터 무선 신호를 받아 화면에 혈당 수치를 디스플레이하며, 혈당 수 치가 낮을 경우 시각 및 청각적인 경고를 보내도록 프로그래밍 <생체신호 모니터링 시스템 구조> 2. 기술의 구성 생체신호 모니터링 시스템은 복수개의 생체신호 측정 블록으로 이루어진 센서블 록, 생체신호 전송용 복수의 중계기로 구성되는 중계 블록, 무선랜이 연결된 컴퓨 터로 구성 3. 기술의 필요성 인간의 바이탈사인은 인간의 체온, 맥박, 호흡, 혈압을 의미하며 인간의 신체적 상 태는 바이탈 사인의 변화로 표시될 수 있음 환자의 상태를 평가하는 지표로서 환자의 상태를 측정하는 것은 매우 중요하며 다양한 외부 변수에 영향을 받지 않는 신뢰성 있는 측정결과를 얻는 것은 어려움 병원 시스템에서 환자의 생체신호를 지속적으로 측정하는 것은 데이터 량과 전송 량의 제한, 모니터 인력 부족 등 어려움 현재 병원 진료시스템의 실정을 개선하고 병원 업무의 효율성을 극대화시키기 위 해서는 환자들로부터 발생되는 생체신호를 지속적으로 측정할 수 있는 방법이 요 구됨 25

27 4. 기술의 차별성 일정한 무선네트워크 영역 내에서 환자들로부터 발생되는 활력징후를 지속적으로 측정하고 이를 의료진에게 전송가능 생체신호의 실시간 파형 정보는 생체신호 측정모듈 내의 플래시 메모리나 SD 메 모리와 같은 저장장치에 저장하였다가 일정기간 모니터 한 후 데이터를 유선으로 의료진의 컴퓨터에 전달함으로써 생체신호의 전송량 제한 문제를 해결 생체신호가 측정이 되는 경우 에는 즉각적인 응급조치를 하도록 함은 물론, 실시 간으로 모든 생체신호의 파형 및 데이터를 무선으로 보냄으로서 원격의 의료진에 게도 신속한 준비가 가능하게 함 26

28 전자기파를 활용한 수중 근거리 정밀 위치 추정 시스템 정보통신 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 수중 위치 추정 시스템으로서 초음파 대비 전자기파를 이용 근거리에서 정 밀한 위치추정 시스템 개발 - 기존 초음파 대비 높은 정밀도 (수 cm) 를 가지며 빠른 전파속도를 통한 동적 추정 특성 - 기술 개발을 위한 수조환경이나 소규 모 수중 탱크 등에서 로봇의 모의 실 험에 필수적 [국내동향] - 국내 수중 위치추정에 대한 연구는 대부분 초음파에 의존 - 비전을 이용한 방법도 있지만 아 직까지는 연구 진행 단계 [해외동향] - 북미 등지에서 활발한 해양 개발 을 통한 기술로서 초음파 위치추 정 기술 개발(레드오션), 하지만 대부분 원거리 위치추정 위주 개 발 - 현재 국내 소규모 실험 수조는 약 50 개 이상, 현재까지 근거리 위치 추정 에 대한 솔루션이 없으므로 틈새 시장 공략이 가능할 것으로 기대 - 동일한 스펙의 초음파 시스템 대비 소 규모, 낮은 가격을 유지할 수 있음 - 개발이 이루어지면 독점적인 위치 에서 시장 개척 가능 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 전자기파, 수중위치추정, 신호감쇠도, 센서네트워크 EM waves, underwater localization, Received Signal Strength, sensor network Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 서울과학기술대학교 부 서 기계자동차공학과 성 명 김진현 직 급 부교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 전자기파를 이용한 수중 위치측정 방법 및 시스템 관련기술 출원 등록 전자기파를 이용한 수중 거리측정방법 관련기술 출원 등록 전자기파를 이용한 3차원 수중 위치 추정 방법 27

29 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 본 기술은 전자기파를 이용한 수중 위치 추정 방법으로 수중에서 주로 활용되는 초음파를 이용한 방법대비 근거리에서 빠르고 정밀한 위치 추정이 가능한 기술임 지난 년까지 한국연구재단의 일반연구자지원사업을 통해 전자기파를 이 용한 거리 추정 센서 및 평면 위치추정 기법에 대해 연구를 수행하고 이에 따른 연구결과를 확보한 바 있음 < 전자기파를 이용한 수중 거리에 따른 감쇠도를 이용한 센서 개발 결과> 2. 기술의 수준 수중 센서 감지 거리 ~10m (현재 개발 실험중인 실험 수조 크기 8m x 12m x 7.5m) 데이터 갱신 빈도 100Hz~ 위치 추정 정밀도 5cm 이하 전자기파 송신세기 10mW to 100mW 수신 세기 검출 영역 0dBm to 130dBm 송신노드 모듈화 완료, 수신노드 모듈화 개발 중 3. 기술의 필요성 조력, 파력, 온도차, 해류, 염분차 등을 활용한 해양에너지, 해상풍력, 그리고 해저 원유 및 가스 등 대체에너지에 대한 수요 급증으로 다양한 해양 플랜트에 대한 관심도가 높아지고 있음. 본격적인 해양 플랜트 산업의 붐에 앞서 해양이라는 열 악한 환경에서 다양한 수중 인공 구조물에 대한 유지보수를 포함한 효율적인 관 리 기술 확보가 선행되어야 함 해양 플랜트 외에도 외해 가두리 양식장 관리, 교각 및 댐 유지보수, 수처리장 조 사, 상하수도 배관 검사, 원자로 안전관리 등 다양한 분야에서 수중 정밀 조사 작 업에 대한 수요가 여전히 숙제로 남아있음 상기와 같이 복잡한 수중 인공 구조물 환경에서의 정밀 조사를 위하여 기존에 수 28

30 중탐사에 가장 많이 사용되고 있는 ROV를 투입할 경우 테더 케이블의 영향으로 주어진 미션 수행이 어려움. 이러한 단점을 극복하기 위해서는 자율유영이 가능 한 AUV 기술이 필수임 전 세계적으로 관심이 높은 수중로봇 자율유영 기술을 선점하고 수중로봇 시장 창출을 선도하기 위하여 관련 기술의 연구가 시급하며, 이를 위해서는 센서 퓨전 을 통한 수중 환경인식 및 위치추정 기술의 완성도를 높기 위한 기술을 확보해야 함 4. 기술의 차별성 현재까지 전자기파를 이용한 수중 위치 추정에 대해 이론, 실험적으로 접근한 연 구 결과는 없음(신규 기술 선점) 근거리 정밀 유도 시장으로 수중로봇 연구시설인 수조 등에 센서를 배치하여 실 험용 로봇의 3차원 위치 추정을 위한 센서 시스템 솔루션 제공이 가능하며, 최근 급격히 증가하고 있는 수중 구조물의 유지 보수를 위하여 수중 구조물의 위치 인 식 시스템으로 활용 가능함. 또한 수중 로봇의 도킹을 유도하기 위한 정밀 위치 인식 유도 시스템을 개발하여 시장 개척이 가능하므로 수중 로봇 분야의 새로운 시장 창출이 가능한 기술임 시장 창출의 예로 수중 로봇을 실험하기 위한 소규모 수조에서 위치 추정 시스템 을 적용하고 정밀하게 유도하는 어플리케이션은 국내에서 찾아보기 어려움. 이를 수조 내에 고정된 전자기파 센서를 장착하고 움직이는 로봇에 모바일 안테나를 장착하여 3차원 위치 추정 어플리케이션을 구현하여 시스템으로서 시장 창출이 가능한 기술로 전망됨 기술측면의 촉진 요인 실제 환경을 재현한 실험 수조내의 수중로봇 실험 증가 - 수중로봇은 실 환경에서 실험 시 높은 비용이 수반됨, 이를 위해 실험 수조에서 실험을 진행하나 근거리 위치 추정기술이 개발되어 있지 않은 상태, 전자기파를 이용한 위치추정은 이를 어느정도 해결할 수 있는 방법으로서의 가치가 있음 전자기파를 이용한 위치 추정기술 개발 - 수중 위치추정은 초음파가 대부분을 차지하고 있음, 전자기파를 이용한 위치추정 은 수중 위치추정의 새로운 패러다임을 제시할 수 있을 것이라고 전망 - 특히 전자기파의 수중 특성에 대한 새로운 제안을 통해, 향 후 수중 위치추정에 서 널리 사용될 수 있는 기술을 개발하여 기술 선점 29

31 정보통신 분과 건축물의 외피 시스템 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 빌딩 내외부 센서를 이용한 외부 차양 및 창문 자동 제어 시스템 - RF 통신 프로토콜 이용 근접 제 어 및 웹 서버 기반의 원격 제어 - 실외와 실내의 환경조건과 사용자의 기 호에 따라 실시간으로 건축물 외피 시 스템을 제어할 수 있고, 열, 빛, 음, 공 기 환경을 모두 고려하여 제어할 수 있 으며, 이에 따라 건물의 실내에 최적의 쾌적 조건을 생성하도록 할 수 있으며, 에너지 낭비를 최소화 [국내동향] - 빌딩 운용상의 문제점을 극복하 고, 사용자의 빌딩 사용에 대한 쾌적도 만족 및 에너지 소비 효율 화를 고려한 빌딩 자동화 시스템 을 운용하기 위한 방향으로 기술 개발 추진 [해외동향] - 빌딩 설비 및 에너지관리 분야에 서 글로벌 시장을 장악하고 있는 하니웰, 지멘스, 존슨컨트롤즈 및 슈나이더를 중심으로 빌딩에너지 사용에 대한 원격 관제 기술개발 추진 - 세계 BEMS 시장은 2012년 18억 달러에서 2020년 56억 달러로 3 배이상 성장할 것으로 예상 - BEMS 분야는 기술의 발전뿐만 아니라 정부의 건물에 대한 에너 지 규제와 에너지 공급사에 대한 수요관리 의무화 정책을 강화함 에 따라 시장환경이 조성되고 빠 르게 성장하고 있음 - 비즈니스모델도 시스템 설치 관 점에서 에너지관리서비스 중심으 로 변화하고 있음 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 한글 환기 차광 빌딩 공조시스템 제어 핵심키워드 영문 ventilation shutter building heating ventilation and cooling system control Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 성균관대학교 부 서 건축토목공학부 성 명 박철수 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 KR 건축물의 외피 시스템 30

32 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 빌딩 내외부 센서를 이용한 외부 차양 및 창문 자동 제어 시스템 RF 통신 프로토콜 이용 근접 제어 및 웹 서버 기반의 원격 제어 실외와 실내의 환경조건과 사용자의 기호에 따라 실시간으로 건축물 외피 시스템 을 제어할 수 있고, 열, 빛, 음, 공기 환경을 모두 고려하여 제어할 수 있으며, 이 에 따라 건물의 실내에 최적의 쾌적 조건을 생성하도록 할 수 있으며, 에너지 낭 비를 최소화 <건축물 이피시스템 구성도> 2. 기술의 구성 건축물 외피 시스템은 외피 또는 실내에 결합되는 센서부와 환기부, 차광부, 환기 부와 차광부를 제어하는 제어부, 작동시키는 구동부로 구성 3. 기술의 필요성 현대 건축에서 유리는 파사드 형태로 많은 건축물에 사용되고 있으나 열관류율이 높아 냉난방 부하를 증가시키는 문제가 발생 이러한 냉난방 부하 발생을 막기 위해 차양장치와 이중 외피 등이 도입됨 31

33 건축물 외피 시스템은 실외와 실내의 변수에 따라 다르게 제어되어야 하지만, 재 실자가 없는 경우, 또는 재실자가 올바른 제어 상태를 판단할 수 없는 경우에는 이중외피 시스템이 올바르게 제어되지 못하는 문제가 있음 4. 기술의 차별성 실외와 실내의 환경조건과 사용자의 기호에 따라 실시간으로 건축물 외피 시스템 을 제어할 수 있음 열, 빛, 음, 공기 환경을 모두 고려하여 제어할 수 있어 건물의 실내에 최적의 쾌 적조건을 생성하도록 할 수 있으며, 에너지 낭비를 최소화할 수 있음 32

34 안전벨트의 심박측정기를 통한 운전자 감정 조절 시스템 Ⅰ. 제안기술 개요 정보통신 분과 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 운전자의 심장 박동 관련 파라미 터를 측정하는 심장 박동 측정부 및 운전자의 호흡 관련 파라미터 를 측정하는 호흡 측정부의 측정 된 파라미터를 이용하여 운전자의 감정 상태를 판단하고 그에 따라 자동차의 실내 환경을 제어하는 기술 - 운전자의 각 감정에 대해서 음향, 향기, 조명의 요소를 사용자에게 제공하여 사용자에게 편안한 감 정을 갖도록 함 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이오 한글 영문 Ⅱ. 기술개발자 정보 [국내동향] - 자동차 제조사 및 연구기관에서 차량 내 무선센서 네트워크에 대 한 성능 테스트 및 개발이 진행 - ETRI의 경우 TDMA 기반으로 2.4 GHz 주파수 영역대를 사용하여 차량 센서 네트워크를 구현 [해외동향] - 차량 내 무선센서 네트워크 적용 기술 개발은 자동차 제조사를 필 두로 선행연구가 진행 - GM의 경우는 차량에 탑재된 ECU와 센서노드 간 무선 네트워크 구축, 무선 환경 분석 및 시스템 개발 - FIAT는 유럽에서 진행된 프로젝트 에서 Zigbee 등 기존 무선센서 네트워크 솔루션을 적용하여 차 량 내, 차량 간 네트워크 구축 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 안전벨트, 심박 측정, 운전자 감정 조절 seat belt, heartbeat measuring, driver emotion control - 사물인터넷(IoT) 시대가 도래하면서 무선 센서 산업이 주목받고 있음 - 일본 야노경제연구소에 따르면 세계 차량 무선 센서네트워크 시 장은 2015년 1,407억원에서 2020 년 5,769억원으로 31.6% 증가할 것으로 예상하며 국내 시장의 경 우 42억원에서 1,154억원으로 96. 8% 증가할 것으로 예상 기관명 성균관대학교 부 서 정보통신대학 반도체시스템공학과 성 명 전재욱 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 5 건 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 KR 안전벨트의 심박 측정기를 통한 운전자 감정 조절 시스템 및 그 방법 상세현황 관련기술 출원 등록 KR 차량 내부의 네트워크 시스템 및 그 제어방법 관련기술 출원 등록 KR 차량 내 통신 네트워크에서의 라우팅 정보 갱신 방법 및 그 장치 관련기술 출원 등록 KR 차량의 미러 디스플레이 시스템 관련기술 출원 등록 KR 차량 내부의 네트워크 시스템 및 그 제어방법 33

35 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 운전자의 심장 박동 관련 파라미터를 측정하는 심장 박동 측정부, 운전자의 호흡 관련 파라미터를 측정하는 호흡 측정부의 측정된 파라미터를 이용하여 운전자의 감정 상태를 판단하고 그에 따라 자동차의 실내 환경을 제어하는 기술 <안전벨트의 심장박동 및 호흡 측정부> 운전자의 감정 상태가 불안정한 경우 교통사고의 원인이 되므로 운전자가 불안정 한 감정 상태를 극복하고 운전에 집중할 수 있도록 함 운전자의 각 감정에 대해서 음향, 향기, 조명의 요소를 사용자에게 제공하여 사용 자에게 편안한 감정을 갖도록 함 2. 기술의 구성 심장 박동 측정부: 운전자의 심장 박동 관련 파라미터 측정 호흡 측정부: 운전자의 호흡 관련 파라미터 측정 운전자 감정 판단부: 측정된 심장 박동 관련 파라미터와 호흡 관련 파라미터를 이 용하여 운전자의 감정 상태를 판단하고, 그에 따라 자동차의 실내 환경 제어 심장 박동수, 고주파 대역에서의 심장 박동수 변화(High Frequency HRV(Heart R ate Variability)), 상기 고주파 대역에서의 심장 박동수 변화와 호흡 변화(Change s in Respiration) 간 관련성 및 호흡 변화량(Respiration Variability)을 반영하여 운전자의 감정 상태를 판단 34

36 자동차 환경 제어부: 운전자 감정 판단부의 제어에 따라 자동차의 환경을 제어 자동차의 온도를 조절하는 온도제어부, 향을 분사하는 향기제어부, 음향 데이터 를 출력하는 음향 제어부, 자동차의 조명을 제어하는 조명제어부로 구성 3. 기술의 필요성 생활 환경의 변화와 자동차 산업의 발달로 차량의 수가 빠른 속도로 증가하고 있 으며 차량의 수의 증가와 더불어 그로 인한 교통사고도 증가하고 있음 교통 사고의 원인은 운전자의 감정 상태와 무관하지 않음 운전자의 감정 상태가 극도로 불안정한 경우, 운전자는 보다 공격적으로 운전을 하게 되어 교통 사고가 보다 높은 확률로 발생할 수 있음 운전자의 감정 상태를 파악하고, 운전자의 감정 상태가 불안정한 경우 운전자를 안정시킬 수 있는 시스템의 개발이 필요한 시점임 4. 기술의 차별성 사용자가 안전벨트를 착용 했을 때 심장에 위치한 부위에 장착해 심장 박동 데이 터를 얻어 다양한 신체 모니터링 기능을 수행할 수 있음 심장 박동 데이터는 심장 박동의 강약과 주기의 데이터를 추출 하고 그를 통해 사용자의 감정 상태를 분노, 행복, 슬픔, 공포의 네 가지 감정으로 분류하고 각 감 정에 대해서 음향, 향기, 조명의 요소를 사용자에게 제공하여 사용자에게 편안한 감정을 갖도록 함 심장 박동이 급격히 변화하는 분노의 상태에는 차분한 음악 또는 명상의 소리, 부드러운 파우더 향, 따뜻한 조명을 주어 분노를 누그러트리도록 하고, 슬픔의 상태에는 템포가 빠른 음악, 기분이 좋게 만드는 라벤더향, 초록색 계열의 조명 을 주어 감정을 즐거운 상태로 유도하여 교통사고를 줄임 35

37 정보통신 분과 3D 사운드 재생장치 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 서라운드 사운드 구현이 어려운 환경에서 개발 제품으로 스피커 설치 시와 동일하게 사운드 구현 - 소리의 크기나 특성으로 발생할 수 있는 모 든 문제를 원천적으로 차단하면서 기존 스 피커와 동일한 성능 구현 - 공간 제약에 따라 발생하는 서라운드 사운 드 저변 확대 - 청력 손실의 방지 - 몰입형(Immersive) 사운드는 전 세계적인 트 렌드화가 되어가고 있으며, 많은 제조사에 서 앞 다투어 기술 개발에 매진하고 있으 며, 시장 규모도 현저히 증가하고 있음. - 주요 선진국에서는 몰입형 사운드에 대한 표준화 방안을 제시하고 있으며, 전 세계 민간 기업에서도 몰입형 사운드에 해단 주 도권을 확보하기 위해 많은 노력을 하고 있음. - 현재 몰입형 사운드에 대해서는 시네마 환 경을 중심으로 상용화되거나 진행 중에 있 으며, 가정용 시스템의 출시가 이어지고 있 음 - 실감형 사운드가 표준화됨에 따라 방송 및 미디어에서 3D 사운드가 대세가 될 것임 - 실감형 사운드 재생을 위한 다양한 제품이 출시될 것이며, 기존 서라운드 제품을 대체 할 것임 - 3D 오디오 콘텐츠 보급에 따라 3D 오디오 시장은 급속도로 형성될 것이며, 컴팩트하 게 3D 서라운드 시스템을 구현할 수 있는 제품은 높은 인기를 얻을 것으로 예상됨. - 전 세계적으로 UHDTV 보급의 확산에 따라 가정용 서라운드 시스템의 매출도 동반 성 장할 것으로 예상됨. 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 입체음향, 입체음향의자 Immersive Sound, 3D Surround Sound, 3D Surround Chair Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 소닉티어 부 서 기획 성 명 김대진 직 급 부대표 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 37 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 음원 구분에 따른 스피커 출력위치 지정 장치 및 방법 관련기술 출원 등록 오브젝트 중심의 입체음향 좌표표시를 갖는 디스플레이장치 관련기술 출원 등록 차원 어레이 스피커를 위한 오디오 정보 생성 방법 및 이를 위한 기록매체 36

38 기술 소개 1. 개발기술의 개요 및 현황 기술 개발의 개요 - 가정에서 TV나 블루레이 등을 서라운드로 감상하고자 할 때, 큰 공간을 차지하는 스 피커 및 스피커의 배치 문제로 인해 서라운드 사운드 감상을 포기하는 경우가 많음. - 주요 소비층의 경우는 다세대 소형화된 주택의 환경에서 서라운드 감상 환경은 더욱 악화되고 있음 - 야간 시간의 감상이나 적당한 청취 레벨로 감상하더라도 층간 소음이 발생함에 따라 서라운드 감상 환경은 포기되고 있음 - 수험생이 있는 가정의 경우는 서라운드 감상 자체가 어려울 수 있음 - 이러한 조건에서 헤드폰 또는 이어폰의 청취는 급속적으로 증가하고 있으며, 이는 청 소년 및 성인 모두에게 빠른 청력 손실을 야기하고 있음 - 서라운드 환경은 기존의 5.1 및 7.1 사운드 시스템을 지나 10.2, 11.1, 15.1, 22.2와 같 은 높이 성분을 가진 3D 서라운드로 급속하게 변화하고 있음 기술 개발의 취지 - 공간의 제약 등 서라운드 사운드 구현이 어려운 환경에서 개발 제품으로 스피커 설치 시와 동일하게 사운드 구현 - 소리의 크기나 특성으로 발생할 수 있는 모든 문제를 원천적으로 차단하면서 기존 스 피커와 동일한 성능 구현 - 청력 손실의 방지 기술 개발의 현황 - 최대 32 채널까지 지원이 가능한 3D 시네마 음향 시스템 개발 SonicTier STA 32 채널 서라운드 포맷 - 최대 32 채널까지 시네마용으로 사용이 가능한 무손실 압축 CODEC 개발 - 설치된 스피커 및 입력 채널을 자유롭게 어사인하여 출력이 가능한 사운드 매트릭스 알고리즘 개발 - 극장용 32 채널 또는 16 채널 서라운드 오디오 프로세서 개발 37

39 [신호처리 개념도] 정부정책 방향 - 3D 서라운드 방송을 위한 ITU 10.2 채널 오디오 기술표준 승인(2014년 2월) - UHDTV 방송 서비스에서 HDMI 2.0 표준(Immersive Audio 포함) - ITU 전권회의에서 한국이 제안한 10.2 채널 오디오 기술이 국제 표준으로 채택(2014 년 10월) 2. 기술개발 준비현황 준비 현황 3D 콘텐츠 제작을 위한 스튜디오(132 m2 규모) - 최대 32 채널 믹스 가능 - 자유로운 포맷 변경 가능 - Stereo, 5.1, 7.1, 9.1, ITU 10.2, DTS 11.1, AURO 13.1, NHK 22.2, STA 15.1, STA 31.1 호 환 - 디지털 기반의 포스트 프로덕션 시스템 구축 하드웨어 및 파라미터 측정을 위한 연구실(66 m2 규모) - 최대 32 채널 스피커 테스트 38

40 - 포맷에 따라 이동 설치 및 테스트 가능한 가변 스피커 시스템 구축 - Stereo, 5.1, 7.1, 9.1, ITU 10.2, DTS 11.1, AURO 13.1, NHK 22.2, STA 15.1, STA 31.1 호환 - 어커스틱 파라미터 추출 및 측정 공간 전송 코덱의 개발 - PCM 오디오 신호 압축이 가능한 CODEC 개발 - 기존 5.1에 해당하는 6 개의 오디오 채널에 최대 24 채널 오디오 전송 - 기존 7.1에 해당하는 8 개의 오디오 채널에 최대 32 채널 오디오 전송 - 헤더 정보에 서라운드 규격 정보 및 룸 설정(Room Configuration) 데이터 탑재 가능 - 출력 설정에 따라 시그널 어사인 정보를 탑재한 유연성 확보 3. 기술개발 목표 및 내용 3D 서라운드 사운드 시스템 융합 - 3D 서라운드 구현 시스템 - 어쿠스틱 적으로 실제 서라운드 공간과 동일한 시스템 - 단 2 개의 스피커 장치만을 사용하여 전후, 좌우 및 상하에 대한 3D 사운드 표현 - 유선 또는 무선 방식의 오디오 수신을 위한 수신부 내장 - 입체 사운드 CODEC을 HRTF로 실시간 변환 가능 디코더 내장 - 사운드 증폭을 위한 파워 앰프 모듈 탑재 및 사운드 제어를 위한 제어 모듈 탑재 - 셋톱박스 및 기존 멀티미디어 장치와의 호환 Virtual Sound 프로세서 - 5.1, 7.1, 9.1 채널 입력시 업믹스 알고리즘으로 virtrual 3D 서라운드 사운드 제공 - Height 성분을 포함한 다채널 입력시 실시간으로 3D 서라운드 제공 - 어쿠스틱 보정 기능 제공 - 다채널을 사운드를 일반적인 스테레오로 다운믹스 할 수 있는 기능 - 하이브리드 오디오 포맷 호환성 제공 39

41 Ⅰ. 제안기술 개요 센서네트워크에서 움직이는 표적을 추적하는 방법 정보통신 분과 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 센서네트워크에서 움직이는 표적을 추 적하는 방법 - 표적 추적 시스템은 표적이 관심 영역 에 있는지를 확인하고 표적이 관심영역 에 존재하면 관심영역에 있는 센서 노 드들은 활성 모드(Active Mode)로 설정 하고 관심영역 경계에 있는 센서 노드 들은 준수면모드(Quasi-Sleep Mode), 영역 밖에 있는 센서 노드들을 수면 모 드(Sleep Mode)로 설정하여 센서노드 활성화에 필요한 에너지 절약 - 표적 추적 시스템은 활성 보드로 설정 된 센서 노드를 통하여 감지된 표적의 위치를 삼각측량법에 의해 계산 [국내동향] - 저전력 통신, 양방향무선통신, 지능 형 센서, 위치기반, 모바일 기기연 동, 빅데이터 등과 연계 발전 - 국내 WSN 관련 기업은 약 400개 기업으로 파악 - 센서노드 및 플랫폼 기술 분야는 레이디오펄스, 센서 네트워킹은 아 이비트, 전력 모니터링 분야의 피 코스넷 등의 기술개발 진행 [해외동향] - 모니터링 분야뿐만 아니라 글로벌 자동차 기업과 대학간 연계로 카 메라센서를 이용한 졸음방지시스 템, 차선이탈경고시스템, 자율주행 시스템 등의 개발이 활발히 진행 - 사물인터넷 시대가 도래하면서 센서산업이 주목받고 있음 - 모니터링용으로 무선 센서 네트 워크를 활용하고, 빌딩 자동화와 공급체인, 방위, 자재관리, 식료품 등의 많은 분야에서는 모니터링 뿐만 아니라 트랙킹, 태그용으로 무선 센서 네트워크 활용 - 프로스트 앤 설리번에 따르면, 20 14년 세계무선센서네트워크 시장 수익은 12억 달러였으며 2020년 에는 18.1%의 연평균 성장률을 기록하며 32억 6천만 달러에 달 할 것으로 예측 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 한글 센서 노드 네트워크 표적 추적 핵심키워드 영문 sensor nod network target tracking Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 아주대학교 부 서 정보컴퓨터공학과 성 명 김기형 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 KR 센서 네트워크에서 움직이는 표적을 추적하는 방법 40

42 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 센서네트워크에서 움직이는 표적을 추적하는 방법 < 표적추적시스템 센서노드의 모드 변경> 표적 추적 시스템은 표적이 관심 영역에 있는지를 확인하고 표적이 관심영역에 존재하면 관심영역에 있는 센서 노드들은 활성 모드(Active Mode)로 설정하고 관 심영역 경계에 있는 센서 노드들은 준수면모드(Quasi-Sleep Mode), 영역 밖에 있 는 센서 노드들을 수면 모드(Sleep Mode)로 설정하여 자원을 절약 표적 추적 시스템은 활성 보드로 설정된 센서 노드를 통하여 감지된 표적의 위치 를 삼각측량법에 의해 계산함 2. 기술의 구현 단계 센서 노드들에 움직이는 표적이 감지되면 센서 노드들 중 적어도 3개의 센서노드 를 활성모드로 설정하고 3개 센서를 통해 삼각 측량법을 이용하여 위치 계산 감지된 표적의 속도 및 요각(Yaw angle)을 계산 계산된 위치, 속도, 요각을 기초로 곡선 경로를 직선들로 분할하여 표적의 다음 위치 예측 예측된 다음 위치에 인접 센서노드를 활성화 시키고 인접한 노드들과 센서 그룹 형성. 각 단계는 전원이 가장 많은 센서 노드에 의해 수행 3. 기술의 필요성 유비쿼터스 환경에서 중요한 특징 중 하나는 무선 센서 네트워크를 통한 표적의 위치 추적 방법이며, 유비쿼터스 환경에서 이동하는 표적을 추적하기 위해서는, 41

43 서로 연동하는(cooperating) 센서 노드들이 센서 네트워크를 구성해야함 센서 노드들은 배터리와 같은 한정된 전원을 이용하므로, 센서 노드들의 수명을 늘리기 위하여 물체를 추적하는 동안에 필요한 최소의 센서 노드들만을 사용하는 것이 필요함 4. 기술의 차별성 감지된 표적의 속도 및 요각에 기초하여 표적의 다음위치를 예측하므로 정확하게 표적의 다음 위치를 예측할 수 있음 표적의 위치에 따라 센서 노드들의 활성 및 비활성 모드를 조정함으로써 표적 추 적에 필요한 최소한의 센서 노드만 사용하고 에너지 소비를 최소화하여 센서 노 드의 수명을 늘릴 수 있음 42

44 정보통신 분과 프로세스 기반 인텔리전스 솔루션 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - BI & BPI 솔루션으로서 비즈니스 프로 세스 데이터 기반의 업무 네트워크 발 견 분석 시각화 기술 - 중심성(centrality)과 같은 소셜 네트워 크 분석기법을 적용하여 업무 네트워 크의 특징 및 구성원들의 중요도를 수 치화 - 입력 데이터 포맷으로 BPMN, XPDL 등 국제 표준 비즈니스 프로세스 정의언 어 기술 적용 - 비즈니스 프로세스 관리 솔루션 스위 트에 포함되어 기업의 인적자원 및 성 과관리 활동을 지원 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이오 한글 영문 Ⅱ. 기술개발자 정보 [국내시장동향] 년 기준, 국내 BI 및 분석 소프 트웨어 시장규모는 2013년 보다 7. 2% 증가한 987억원으로 집계됨. [해외시장동향] 년 기준, 세계 BI 및 분석 소 프트웨어 시장규모는 149억 달러 이며, 2013년 대비 9.1% 성장한 것으로 집계됨. [기술동향] - 최근에는 다양한 기업 정보시스템 (ERP, CRM, BPM, 등)과의 상호연 계를 통해 통합된 형태의 BI 수행 환경을 구축하는 추세가 뚜렷함. - BI 및 분석 소프트웨어 시장규모는 세 계적으로 연평균 9.3%씩 성장하여 20 17년 195억 달러의 시장을 형성할 전 망이며, 국내시장도 이와 비슷하게 연 평균 7.0%씩 성장하여 2017년 1,217 억원의 시장을 형성할 전망 - 현재 국내외 BI 시장은 해외 대형 벤더 들이 주도하고 있으므로, 국내 벤더들 의 제품 경쟁력 강화를 통한 시장 점 유율 제고가 절실함. 1아이디어 2연구단계 ➌개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 비즈니스 프로세스 인텔리전스, 엔터프라이즈 소셜 네트워크, 정보 시각화 Business Process Intelligence, Enterprise Social Network, Information Visualization 기관명 (주)워투위투 부 서 - 국내 주요 BI & BPI 벤더들이 출 시한 기존 제품의 서드파티 솔루 션으로 제품화하는 것이 목표 성 명 김 광 훈 직 급 대표이사 Ⅲ. 특허정보 특허현황 구 분 상 태 사업화대상기술관련 특허 총 5 건 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 워크플로우 기반 소셜 네트워크 분석 방법 및 시스템 상세현황 대상기술 출원 등록 워크플로우 기반 협력 네트워크 분석방법 및 시스템 대상기술 출원 등록 대상기술 출원 등록 대상기술 출원 등록 US 13/720,744 워크플로우 기반 인적 자원의 소속성 분석방법 및 시스템 근접 중심성에 기반한 워크플로우 소셜 네트워크 분석방법 및 시스템 METHOD AND SYSTEM FOR ANALYZING AFFILIATION NETWORK BASED ON WORKFLOW 43

45 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 비즈니스 프로세스 데이터 (프로세스 모델)로부터 업무관계 중심의 엔터프라이즈 소 셜 네트워크(업무 네트워크)를 발견 및 분석하고, 이를 효과적으로 시각화하기 위한 기술 비즈니스 프로세스 모델 프로세스 기반 엔터프라이즈 소셜 네트워크 / 매트릭스 엔터프라이즈 소셜 네트워크 분석 시각화 결과 엔터프라이즈 소셜 네트워크 발견 기술 엔터프라이즈 소셜 네트워크 분석 기술 엔터프라이즈 소셜 네트워크 시각화 기술 <그림> 프로세스 기반 엔터프라이즈 소셜 네트워크 발견 분석 시각화 프레임워크 프로세스 기반 엔터프라이즈 소셜 네트워크 발견 기술 Ÿ 입력 포맷으로 국제 표준 프로세스 정의언어 지원 (XPDL, BPMN) Ÿ GraphML 포맷을 이용한 소셜 네트워크 자료구조 저장 프로세스 기반 엔터프라이즈 소셜 네트워크 분석 기술 Ÿ 업무를 처리하는 구성원들간의 업무공유, 업무전달, 업무정보확산 관계 분석 Ÿ 중심성(centrality) 분석 기법을 이용한 업무 네트워크의 업무연결성(degree), 업무 근접성(closeness), 업무매개성(betweenness), 업무영향력(eigen-vector) 등을 수치화 Ÿ 분석을 위한 매트릭스 생성 알고리즘 (socio/affiliation matrix) 프로세스 기반 엔터프라이즈 소셜 네트워크 시각화 기술 Ÿ 소셜 그래프, 트리맵 기반의 업무 네트워크 시각화 Ÿ 대규모 업무 네트워크 시각화를 위한 최적화 기술 Ÿ 분석 결과에 대한 차트 및 통계 출력 2. 개발 환경 운영체제: Windows XP 버전 이상 프로그래밍 언어: Java Development Kit

46 국제 표준 프로세스 정의언어: XPDL 2.0, BPMN 2.0 주요 라이브러리: Java Awt/Swing, Prefuse, XPDL1.0, JFreechart 3. 기술의 필요성 국내외 BI 및 분석 소프트웨어 시장규모의 증가와 기업 데이터의 복잡화 현상에 따 라, 기존의 기업정보시스템(BPM, ERP, CRM 등등)들과의 상호연계를 통한 통합된 형 태의 BI 수행이 중요해지고 있음. 특히, BPM은 기업의 업무 프로세스를 효율적으로 관리 및 개선하기 위한 시스템으로 서 업무 프로세스의 설계, 자동화된 수행, 실시간 모니터링, 최적화 단계를 통해 방대 한 규모의 업무 프로세스 관련 데이터가 축적됨. 하지만, 이러한 프로세스 관련 데이 터로부터 가치있는 정보를 추출하고, 궁극적으로 BI와 연계하여 비즈니스 의사결정을 지원하기 위한 국내 솔루션이 부재한 상태. 현재, BPM & BI 솔루션 시장은 SAP, Oracle, SAS, IBM 과 같은 대형 해외 벤더들이 주도하고 있음. 그러므로, 본 기술의 적용 및 확산이 관련 국내 벤더들의 경쟁력을 높이고, 국내외 시장 점유율을 제고하는 측면에서, 큰 기여를 할 수 있다고 판단됨. 4. 기술의 차별성 기존의 BPM & BI 연계 형태는 대부분 비즈니스 프로세스의 성과와 관련된 지표를 설정하여, 이를 분석한 결과를 토대로 의사결정을 지원하는 형태였음. 본 기술은 인적자원에 초점을 맞추어, 비즈니스 프로세스를 중심으로 하는 업무 네트 워크를 분석하는 측면에서 차별성을 가짐. 궁극적으로 분석 결과의 시각화를 통해 기업의 업무 네트워크 현황을 보여주는 동시 에, 인적자원 계획 및 관리 활동에서 의사결정자에게 유용한 정보를 제공할 수 있는 측면에서 연구개발의 가치가 높다고 판단됨. 45

47 정보통신 분과 최적 파라메터 제공이 가능한 MB-OFDM UWB 송신장치 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - UWB(Ultra Wide Band) 통신 시스템간 의 간섭에 관한 기술 - 무선 인지 기술을 적용 - MB-OFDM(Multi Bit-Orthogonal Freq uency Division Multiplexing) UWB 송 신장치의 송신 파라메터를 조정 - UWB 주파수 분배 정책을 충족시키는 MB-OFDM UWB 송신장치 - 종래의 기술: 힐-클라이밍 알고리즘, 고정점 반복 알고리즘 사용 - 최적 해를 찾기 위해 두 알고리즘을 병행 사용 - 모든 UWB 주파수 대역의 채널 용량 에 대한 데이터 필요 - 함수의 연산량이 막대 - 종래 기술의 문제점 해결을 위해 안출 - 인지 엔진의 연산 알고리즘으로 유전 알고리즘 사용 - 최적값 연산 횟수를 힐-클라이밍 알고리즘보다 획기적으로 감소 시킴 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이오 한글 영문 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➎제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 간섭온도모델, 무선인지, 초광대역 Interference Temperature Model, Cognitive Radio, UWB Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 인하대학교 부 서 산학협력단 성 명 곽경섭 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 구 분 상 태 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 출원(등록)일 자 특허번호 대상기술 출원 등록 특허명 간섭온도모델 기반의 무선인지 기술을 이용한 MB-OFDM UWB 송신장치 및 그 방법 상세현황 대상기술 출원 등록 대상기술 출원 등록 대상기술 출원 등록 46

48 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인지 엔진의 연산 알고 리즘으로 유전 알고리즘을 사용함으로써 최적 값을 찾기에 필요한 연산횟수를 Hill Climbing 알고리즘보다 획기적으로 줄여서 최적 파라메터를 찾기 위한 장치 및 방법을 제공 <최적 파라메터 제공이 가능한 MB-OFDM UWB 송신장치 개념도> 본 기술은 크게 4가지의 세부 모듈로 나눌 수 있음 수신된 채널 정보 파라메터를 이용하여 통신시스템 내의 간섭 신호의 온도를 계산하는 온도 계산 모듈 채널 정보 파라메터 및 상기 온도 계산 모듈에서 계산된 온도에 기초하여 결정 된 채널 용량이 최대인지를 평가하는 채널 용량 평가 모듈 채널 용량이 최대가 아닌 경우에, 유전 알고리즘을 이용하여 최대 채널 용량을 갖는 채널 정보 파라메터를 선택하는 파라메터 결정 모듈 채널 용량 평가 모듈과 상기 파라메터 결정 모듈을 통해 결정된 채널 정보 파라 메터에 따라 반송파 주파수 또는 송신 전력을 조정하는 조정 모듈을 포함하는 간 섭온도모델 기반의 무선인지 기술을 이용한 MB-OFDM UWB 시스템 송신장치 2. 기술의 수준 온도 계산 모듈: 부반송파의 중심주파수, 송신 전력 및 송신 신호의 대역폭을 사용하여 간섭 신호의 온도를 계산 채널 용량 평가 모듈: 온도 및 채널 정보 파라메터를 복제하는 복제 모듈, 교차 연산모듈, 돌연변이 연산 모듈로 구성 파라메터 결정 모듈: 유전 알고리즘을 소정의 횟수만큼 반복 조정 모듈: 송신 신호의 대역폭이 큰 경우 송신 반송파에서 TFI코드 재설정, 대 역폭이 낮은 경우 신호 간섭이 발생하는 주파수의 송신 전력 증가 47

49 3. 기술의 필요성 <종래 기술> 함수의 연산량이 많은 문제점 고정점 반복 알고리즘은 최적 해를 찾지 못하는 경우가 종종 있어 힐-클라이밍 알고리즘과 병행되어 사용되어야함 힐-클라이밍 알고리즘은 편미분을 이용하여 효과적으로 함수의 극점을 찾을 수 있으나, 찾은 극점이 전역적으로 적용 가능한 최대값 혹은 최소값 인지는 알 수 없음 4. 기술의 차별성 MB-OFDM UWB 시스템은 128개의 부 반송파로 이루어져 있기 때문에, 만약 전 파를 송출하면 안 되는 대역이 존재하는 경우, 타 시스템의 사용 대역을 피하기 위해 사용 주파수 대역에 노치(Notch)를 발생시키는 것으로, 그 대역에 해당하 는 부반송파의 출력을 차단하고 타 시스템에 방해를 주지 않을 수 있다. 주파수 영역에서 노치를 발생시키는 가장 일반적인 기법이 송출 금지 대역과 중첩되는 부 반송파를 제거(Zero out)시키는 것이다. 이 기법의 장점은 송신기의 복잡도를 증가시키지 않는다는 것이다. 각 주파수 대역은 약 528MHz의 대역폭을 가진다. 전파 송출 금지 대역을 찾아 내는 방법으로 간섭 온도를 이용한 무선 인지 기술을 적용한다. 인지 엔진의 연 산 알고리즘으로는 유전 알고리즘을 사용한다. 간섭 온도가 가장 높은 주파수 대역을 찾아 그 지점의 전파 송출을 막거나 TFI(Time Frequency Interleaving) 패턴을 다시 설정할 것이다. 유전 알고리즘은 자연의 진화과정을 모델링하여 구현한 탐색 알고리즘이라 할 수 있다. 기본적인 개념은 주어진 문제에 대해 가능한 해들을 정해진 형태로 표 현한 후 이들을 변화시키고 그 결과들 중 적합도(Fitness)가 높은 것들을 선택하 여 변화를 계속함으로써 좋은 해에 도달한다는 것이다. 인지 엔진의 연산 알고리즘으로 유전 알고리즘을 사용함으로써 최적 값을 찾기 에 필요한 연산횟수를 Hill Climbing 알고리즘보다 획기적으로 줄여서 최적 해 를 찾아낼 수 있다. 현재 UWB 시스템의 상용화에 많은 걸림돌이 되고 있는 간 섭 문제를 해소할 수 있다. 48

50 정보통신 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 OFDMA 시스템의 사용자간 전송효율 최대화를 고려한서브 채널 할당 장치 및 방법 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - OFDMA 시스템 하향 링크에서 섹터 Throughput을 향상시키기 위하여, 모 든 사용자의 채널 상태를 고려하여 동 적 채널 할당 - 제안한 ASA (Aggressive Subchannel Allocation) 알고리즘을 섹터 별 주파수 재사용 Factor 가 1인 2-tier 환경 하에서 Round Robin, ACG(Ampli tude Craving Greedy), RCG(Rate Cravi ng Greedy) 및 GPF(General Proportional Fair) 알고리즘과 함께 모 의실험 을 통하여 각 알고리즘의 성능 을 분석 [국내동향] - SK텔레콤은 5G 시스템의 1000x 요 구사항을 만족시키기 위해 3x 스펙 트럼, 6x 공간 효율 및 56x 평균 셀 밀도의 개념을 제공 [해외동향] - 3GPP에서 5G 시스템은 2020 년까지 1000x 데이터률 향상을 목표로 한다. - 5G 시스템은 사물 인터넷 (IoT) 즉, 언 제 어디서나 모든 것을 연결할 수 있 는 개념을 가지고 있다. - 초 고밀도 네트워크 (UDN)를 탑재 한 차세대 이동 통신 (5G) 시스템 은 동적 스케줄링 알고리즘을 필요 로 한다. - 네트워크 상태에 따라 동적으로 자원을 할당할 수 있기 때문에 제 안된 ASA 알고리즘은 5G시스템에 적합하다. - ASA는 UDN 및 이동 네트워크 환 경에서 RR, ACG, GPF 와 같은 기 존의 알고리즘보다 성능이 우수하 다. 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 ❷연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 ASA 알고리즘, OFDMA, 동적 채널 할당 ASA Algorithm, OFDMA, Dynamic Channel Allocation, Throughput Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 인하대학교 산학협력단 부 서 이동통신연구실 성 명 장경희 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 ( ) OFDMA 시스템의 사용자간 전송효율최대화를 고려한서브 채널 할당 장치 및 방법 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 49

51 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 본 전송효율의 최대화를 고려한 OFDMA 서브 채널 할당장치는 아래와 같이 구성됨 할당 받을 순서인 특정 사용자의 복수 개 서브 채널들이 각각 다른 사용자들에 게 보장할 수 있는 데이터율을 계산 계산된 결과를 이용하여 다른 사용자들에게 충분한 데이터율을 보장하지 못하는 순서대로 현재 할당받을 순서의 사용자에게 할당될 서브채널 순위를 결정 - 현재 서브 채널을 할당받을 순서의 사용자의 복수 개 서브채널중 제2단계에서 정해진 현재 할당 받을 순서의 사용자에게 할당될 서브채널의 순위가 가장 높은 특정 서브채널을 할당 < 시스템 레벨 시뮬레이션을 위한 2-Tier 다중 셀 환경, 본기술 에따 른서브 채널 할당 장치의 동작 흐름도> < ASA 알고리즘의 적용 예> 2. 기술의 수준 5G 시스템을 위한 OFDMA/xDMA방식에 적합 2.3GHz의 캐리어 주파수와 주파수 분할 Duplexing(FDD) 사용 50

52 UDN에 적합한 N-tier 전개와 성능은 2-tier 환경에서 테스트 이동 네트워크 환경과 같은 빠르게 변화하는 채널 조건에서 성능이 우수 < 하향링크 변조방식과 채널 부호화에 따른 PER 1%를 만족하는 CINR (Ped-A 3km/h), 알고리 즘 별 Sector Throughput> 3. 기술의 필요성 5G 시스템은 스펙트럼 효율을 6X의 극적인 증가를 달성하기 위해 스펙트럼의 효율적인 이용이 요구된다. 따라서 효율적인 스케줄링 알고리즘이 필요하다. 5G 시스템에서 유저 중심의 응용을 대상으로 한 이동 네트워크 개념은 동적 스케줄링 알고리즘을 필요로 한다. 4. 기술의 차별성 기술측면의 촉진 요인 유저 출력 확률 감소 및 Sector Throughput 증가 본 발명의 목적은 특정 사용자 내에 동일한 데이터율을 보장할 수 있는 서브 채 널들이 존재하는 경우 다른 사용자에게 미치는 영향을 고려하여 서브 채널들을 할당함으로써 하향 링크의 처리량 및 출력 확률(Outage Probability)을 향상시킬 수 있도록 한 OFDMA 시스템의 사용자간 전송효율 최대화를 고려한 서브 채널 할당 장치 및 방법을 제공함에 있다. - 그 결과 효율적인 동적 채널 할당을 수행하여 다른 알고리즘에 비하여 높은 Multiuser Diversity Gain을 얻을 수 있는 ASA 알고리즘이 Round Robin, AC G, RCG 그리고 GPF 알고리즘 보다 Sector Throughput이 각각 58%, 190%, 13 0% 그리고8.5% 향상됨을 알 수 있다. 51

53 Ⅰ. 제안기술 개요 정보통신 분과 다중 안테나 시스템에서의 안테나 스케줄링에 기반한 데이터 재전송 방법 및 장치 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 다중 안테나를 스케줄링하여 채널 이 득이 높은 안테나로 패킷을 전송함 - 기존 기술 대비 신뢰도가 향상되어 재 전송 횟수를 감소 - 한정된 주파수 자원에 대한 효율적인 사용에 대한 연구 [국내동향] - 안테나 스케줄링에 기반한 데이터 재전송 방식은 초고속 멀티미디어 서 비스를 위한 차세대 데이터 통신에 적 합한 방법으로 떠오르고 있음 [해외동향] - 한국과 중국이 MoU를 계기로 5G 이동통신기술 연구에 관심을 가 지고 있으며 Massive MIMO 기술 에서의 효율적인 HARQ기술도 새 로운 연구과제로 거론되고 있음 - 국내의 경우 2014년 와이브로, 위성통 신 등 기타 무선통신의 부진과 이동통 신서비스는 성장세가 다소 둔화되면서 시장이 소폭 둔화됬으며, 2014년 무선 통신서비스 매출은 전년 대비 4.0% 증가한 23조원이나 산학연을 중심으로 꾸준한 연구가 이루어져 생산성 유발 기대 - 기술을 제품화하려면 한정된 주파수자 원에 대한 효율적인 사용이 필수적이 므로 이에 대한 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있음 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 ❷연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 MIMO-OFDM, 안테나 스케줄링, 재전송 MIMO-OFDM, Antenna scheduling, ARQ Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 인하대학교 산학협력단 부 서 이동통신연구실 성 명 장경희 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 ( ) 다중 안테나 시스템에서의 안테나 스케줄링에 기반한 데이터 재전송 방법 및 장치 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 52

54 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 본 기술은 MIMO-OFDM 시스템에 있어 수신단에서의 패킷의 재전송 요구 시 안 테나를 스케줄링하여 채널 이득이 높은 안테나를 통하여 패킷을 재전송함으로써 시스템의 신뢰도를 향상시키고 재전송 횟수를 감소시켜 효과적인 데이터의 전송 을 가능하게 하는 기술 구현방법 본 양호한 통신 링크를 위해 재전송 확률이 높은 데이터 재전송 장치는 아래와 같이 구현 송신단에서, 입력된 패킷을 전송 가능한 형태로 변조하여 수신단으로 전송 전송된 패킷으로부터 채널 값을 추정, 다음 패킷의 전송을 위한 송신 및 수신 안 테나 선택 (채널 값으로부터 채널 Sum 값 또는 채널 Norm값을 계산 및 선택) 패킷의 오류 유무를 검출하여 재전송 및 송신 안테나 피드백 신호 전송 지정한 송신 안테나로 기 전송된 패킷을 재전송하거나 다음 패킷을 전송 < 본 기술의 공간 다중화 기술을 적용한 다중 입력 다중 출력 통신 시스템의 수신단 > < 본 기술에 따른 다중 입력 다중 출력 통신 시스템의 송신단 > 53

55 2. 기술의 수준 4세대 이후의 무선통신의 경우 전송속도는 정지 시 155Mbps, 이동 시 2Mbps이 상의 성능 요구 Hybrid ARQ 프로토콜이 표준 규격에서 채택 Chase Combining 방식 IR: Incremental Redundancy 방식 기존의 HARQ보다 더 나은 성능을 보이는 안테나 스케줄링에 기반한 재전송기술 은 MIMO 시스템의 채널 상태에 따라 양호한 통신 링크를 적응적으로 선택 3. 기술의 필요성 기술측면의 필요성 고속의 데이터 전송 요구에 따른 MIMO 기술에 대한 수요 증가 MIMO 시스템은 송수신 안테나수가 동시에 증가함에 따라 채널용량이 linear하게 증가하고 이러한 MIMO 방식은 초고속 멀티미디어 서비스를 위한 차세대 데이터 통신에 적합한 방법으로 떠오르고 있음 한정된 주파수 자원에 대한 효율성 기술에 대한 요구 증가 고속의 데이터 전송을 가능하게 하려면, 한정된 주파수 자원에 대한 효율적인 사 용이 필수적이므로 높은 주파수 효율을 위해 현재 다중 안테나 시스템에 대한 연 구가 활발히 진행되고 있음 4. 기술의 차별성 기존 기술 대비 개선점 기존의 기술 수신단에서 FEC를 통해 오류 정정을 시도하고, 만일 오류 정정에 실패시 재전송 반복 안테나로 재전송된 패킷이 또다시 오류를 겪게 되어 전체 시스템의 수율이 떨어 짐 계속적인 재전송 요구시 시스템의 마비가 올 수 있음 개선점 기존 기술 대비 신뢰도가 향상되어 재전송 횟수를 감소 안테나를 스케줄링하여 채널 이득이 높은 안테나로 패킷을 전송함 54

56 정보통신 분과 불필요한 에너지 소비가 없는 효율적인 에너지 플러딩 방법 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 무선 센서 네트워크에서 발생하는 브 로드캐스트 스톰(broadcast storm) 문 제를 해결하기 위한 효율적인 플러딩 장치. - 필요한 정보에 직접 접근하는 크로스 레이어 기법에 의해 MAC(Media Acce ss Control)계층과 물리계층에 직접 접 근하여 이웃 노드들의 정보를 수집하 고 최적의 재전송 후보 노드를 선정할 수 있는 방법. - IoT기술을 적용한 다양한 응용이 출 현하고 있는 시점에서 IoT 단말들 에게 전송하는 제어 정보나 단말 들의 센싱정보가 네트워크에 플러 딩 될 때 데이터의 충돌과 불필요 한 에너지 소모가 큰 문제가 되고 있다. - 이를 해결하기 위한 다양한 기술이 제시되고 있다. - 기존의 플러딩 기법들의 문제를 해결할 수 있어 네트워크 운용자 와 사용자의 QoS를 보다 충실히 만족시킬 수 있다. - IoT를 이용하는 근거리 무선 환경 산업과 분산된 환경에서 노드의 서비스 수준을 만족시키고 센서 노드의 에너지를 효율적으로 사 용하기 위한 여러 응용에 적용할 수 있다. 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➎제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 에너지 플러딩, 크로스 레이어 Energy flooding, cross layer Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 인하대학교 부 서 정보통신공학과 성 명 유상조 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 특허명 무선 센서 네트워크에서의 에너지 효율적인 플러딩 방법 및 장치 관련기술 출원 등록 55

57 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 본 기술에 따른 플러딩 방법은 아래와 같이 구성됨 - 노드가 이웃 노드들의 식별 정보와 거리 정보를 수집함 - 소스 노드와 이웃 노드들 사이에 제어 메시지와 응답 메시지 교환 - 크로스 레이어 기법을 이용하여 이웃 노드들의 수신 신호 강도(RSS) 정보 수집 < IEEE 기반 노드에서 CAN 기반 노드로 메시지 전달 과정> < 본 기술에 따른 에너지 효율적인 플러딩 장치 구성도> < 본 기술에 따른 이웃 노드들의 응답 메시지를 전송하는 도시도> 2. 기술의 수준 본 발명에서는 무선 센서 네트워크에서 크로스 레이어 기법을 이용하여 이웃 노 드 정보를 수집하고 수집된 정보를 이용하여 에너지 효율적인 패킷의 전송을 위 해 재전송 노드를 선정하는 방법과 선정된 노드를 네트워크 상황에 맞도록 적응 56

58 적으로 사용할 수 있도록 하는 방법을 제안한다. 3. 기술의 필요성 본 발명에서 제안하는 무선 센서 네트워크에서의 에너지 효율적인 플러딩 방법은 크로스 레이어 기법에 의해 센서 노드 자체의 에너지 사용을 줄일 수 있으며, 패 킷 플러딩 동작에서 최소의 전송 횟수로 최대의 패킷수신 비율을 낼 수 있는 방 법을 제안함으로써, 최근 홈 네트워크 및 유비쿼터스 네트워크에서 무한한 응용 으로 사용될 수 있는 무선 센서 네트워크에서 에너지 효율적인 패킷 전송 동작이 가능하기 때문에 배터리로 운용되는 센서 네트워크에서 반드시 필요한 기술이며, broadcast storm problem과 기존의 플러딩 방법들이 가지고 있는 문제점을 동시 에 해결할 수 있어 보다 효율적이고 빠른 메커니즘을 통해 네트워크 운용자와 사 용자의 QoS를 모두 만족시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 4. 기술의 차별성 기존 기술의 문제점 개선 심플 플러딩에 의한 불필요한 에너지 낭비 해결 필요 패킷 충돌 및 노드 간 패킷 전송 경쟁과 중복 패킷 발생에 따른 에너지 낭비, 기 존 거리기반 플러딩 방법은 실제 그 영역 내의 패킷 수신이 불가, 무선 센서 네 트워크에서는 작은 크기의 센서 노드를 사용해 GPS 같은 장치 사용 불가, 이러 한 문제점을 해결하기 위한 크로스 레이어 기법 이용은 전송 노드와의 거리를 예측할 수 있으며 재전송 노드 비율 조절을 통해 패킷 수신비율 및 전송비율을 만족시킬 수 있음. 이에 따라 패킷 오버헤드와 센서 노드의 메모리 및 프로세서 의 부하를 감소시킴. 57

59 Ⅰ. 제안기술 개요 최대 전소율을 갖는 안테나 세트를 선택할 수 있는 스케쥴링 방법 및 그 장치 정보통신 분과 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 다중사용자 MIMO 시스템에서 계산 복 잡도가 감소된 스케쥴링 방법 및 장치 - 상향 링크에서 동작되며, 용량과 복잡 도를 고려한 적절한 안테나 선택 스케 쥴링 방법 - MIMO 방안은 이미 3GPP LTE(A) 시스템에 적용됨 - 더 높은 데이터 전송율과 더 높은 주파수 효율을 달성하기 위한 기 술들이 지속적으로 개발되고 있음. - LTE 시장의 규모는 인프라 시장이 450억달러 규모이며, 단말은 분기 당 4억4천만대 수준임 - 5G 경우 더 많은 안테나를 사용 함에 따라 복잡도 이슈는 지속 적으로 대두되고 있음. 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 다중안테나, 스케쥴링 MIMO, Scheduling Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 인하대학교 부 서 정보통신공학과 성 명 김덕경 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 상향링크 다중사용자 MIMO 시스템에서의 스캐쥴링 방법 및 장치 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 58

60 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 상향링크 다중 사용자 MIMO 시스템에서 계산 복잡도가 감소된 스케쥴링 방법임. 용량과 계산 복잡도를 고려한 안테나 선택 방안 및 스케쥴링 방안 < 상향링크 다중 사용자 MIMO 시스템> 본 기술의 동작 순서도는 다음과 같으며, 이를 통해 얻을 수 있는 효과는 크게 3 가지로 나타낼 수 있음. 스케쥴링 세트에 포함되는 후보 안테나 수 감소 - 안테나 간 상관도를 이용함으로써 계산 복잡도를 낮춤 - 채널 이득에 관계없이 최적 안테나 세트 선택 가능 2. 기술의 수준 복잡도를 저감할 수 있는 상향 링크 다중안테나 스케쥴링 방안 59

61 단말의 수가 증가함에 따라 보다 효율적인 망 관리 가능함. 3. 기술의 필요성 클라우드 RAN 상황에서는 집중국에서 많은 수의 기지국을 관리하기 때문에 복잡 도를 저감할 수 있는 스케쥴링 방안의 요구가 큼. 5G 시스템의 경우 높은 주파수 대역을 사용함에 따라 기존 대비 더 많은 수의 m assive MIMO 형태가 적용되고, 이에 따라 MIMO 관련 신호처리 및 스케쥴링 복 잡도가 증대됨에 따라 복잡도를 저감할 수 있는 안테나 선택 및 스케쥴링 방안이 필요함. 4. 기술의 차별성 기존 기술 대비 복잡도가 현저히 낮은 다중 안테나 스케쥴링 방안 클라우드 RAN 및 5G massive MIMO로의 확장 가능. 60

62 Ⅰ. 제안기술 개요 정보통신 분과 서비스 품질 보장 및 높은 처리율 달성이 가능한 매체 접근 제어 방법 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 애드 혹 네트워크에서 서비스 품질을 보장하는 우선순위 기반 분산 풀링 방식의 매체 접근 제어 방법 및 장치. - 위 방식은 단일 매체에서 일어날 수 있는 충돌의 가능성을 감소시키고 우선순위에 따른 서비스품질(QoS)을 보장. - 국내 네트워크 장비업체의 활발한 수출활동으로 인한 다양한 신기술이 연구 개발 중에 있음 - 세계 네트워크 장비 시장은 2012년 1,252억 달러규모이며, 전 세계적인 트래픽 증가 및 신흥국 시장 성장의 영향으로 2016년까지 1,476억 달러 규모로 성장할 것으로 예측됨. - 교환장비 시장의 연평균 성장률은 6%로 장비 시장 중 가장 큰 연평 균 증가율을 보일 것으로 전망됨 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➎제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 서비스 품질 향상, 우선순위 기반 분산 풀링 방식, QoS improvement, Priority-based distributed pooling method Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 인하대학교 부 서 정보통신공학과 성 명 유상조 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 제 호 무선 단일 경쟁 매체에서의 서비스 품질을 보장하는 로드 기반 동적 매체 접속 제어 백오프 방법 및 장치 61

63 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 본 매체 접근 제어 방법 및 장치는 아래 단계와 같이 구성됨 - 자신의 우선순위 정보 테이블에 존재하는 단말인지 확인하는 단계 - 자신의 단말의 우선순위 정보 테이블에 추가하는 단계 - RTS 프레임 속의 다음에 전송기뢰를 가지는 단말이 자신인가를 확인하는 단계 - RTS 프레임 속에 다음에 전송기회를 가진 단말을 표시하는 단계 - 펄스를 받은 다른 단말들이 DIFS 시간 뒤에 백오프/경쟁 모드로 전환되는 단계 < 본 기술에 따른 매체 접근 방법을 나타낸 도면> < 매체 확보 경쟁으로 충돌이 발생할 때 전환되는 백오프 과정을 나타낸 도면> 62

64 2. 기술의 수준 본 발명의 목적은 기존의 무선 단일 공유 매체를 사용하면서 CSMA/CA 접속 절 차를 따르는 통신 시스템에서 기존의 시스템 프레임 구조를 바꾸지 않으면서 타 임 슬롯 기반의 백오프 방법을 변경하여 통신 네트워크 내에서의 충돌을 줄이고, 프레임 전송의 성공 가능성을 늘리기 위해, 본 발명은 네트워크의 부하(load)에 따라 경쟁 윈도우(CW)의 크기를 동적으로 조절함으로써 충돌 확률을 줄이고, 서 비스 품질(QoS)을 효율적으로 제공함으로써 네트워크의 이용률을 높이는 무선 단 일 경쟁 매체에서의 서비스 품질을 보장하는 로드 기반 동적 매체 제어 백오프 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 3. 기술의 필요성 최근 몇 년간 스마트 폰과 태블릿 기기의 급격한 보급으로 고용량 멀티미디어 통 신이 활성화 되면서 모바일 인터넷 트래픽이 급격히 증가하고 있으며, 이로 인해 셀룰러 통신망의 과부하가 심해지고 있음 트래픽 과부하에 대처하기 위해 여러 방안이 강구되고 있으며, 그 중에 하나로 네 트워크 인프라를 거치지 않고 단말기 간에 직접 트래픽을 주고받는 단말 간 직접 통신 (D2D)가 부각되고 있음 D2D 통신의 경우 기존 이동통신 서비스의 주요한 문제점이었던 네트워크의 트래 픽 부하 및 주파수 부족 문제를 해결할 수 있을 것으로 보임. 이에 모바일 데이 터를 수용하면서 D2D 기술을 사용하여 새로운 서비스 및 비즈니스 모델이 다양 하게 개발 것으로 기대됨. 4. 기술의 차별성 기존 기술의 문제점 개선 높은 처리율 및 서비스 품질 향상 필요 IEEE DCF 모드기반 QoS를 지원하는 매체 접근 방식은 각 단말에 원하는 QoS를 지원하지 못함. 같은 시간에 많은 충돌들이 발생하고 채널의 이용률은 시 스템의 부하가 증가함에 따라 감소. 폴링 방법을 애드 혹 네트워크에서 사용할 수 없음. 이러한 문제점을 개선하고 효율적이고 신뢰성 있는 프레임 전송을 가능 하게 함. 이에 따라 서비스 품질 보장 및 높은 처리율 달성 가능. 63

65 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 신체 외부 통신에서 MHP펄스와 터너 리 코드를 이용한 인체 통신 네트워크 시스템 - MHP(Modified Hermite Polynomial)펄 스와 터너리 코드를 이용한 신체 외부 고속 및 저속 통신의 다중접속 기법을 통해 다중 접속 시 발생하는 간섭을 완화하고 전송 효율을 향상 - 고속 전송일 경우 전송하려는 채널 환 경에 강인, 다중접속 간섭을 줄임 상용화단계 일반 의약 바이오 [국내동향] - ETRI를 중심으로 WBAN 기술전반 의 연구가 추진, 2000년도 초기인 체통신기술에 대한 개념확보, 채 널모델, 상위설계, 알고리즘, 하드 웨어 구현을 통한 기술개발 플랫 폼 구성, 2011년에 2Mbps, 10Mb ps를 달성, 2013년 30Mbps를 시 연 [해외동향] - 90년도 중반 MIT Media Lab에서 인체를 매질로 한 통신시스템을 개발한 것을 필두로, IBM, Micros oft 및 NASA에서 연구를 진행. 일본 Matushita에서는 산업현장에 활용가능한 시제품을 개발. - WBAN에 응용 가능한 MEMS센서 를 탑재한 디바이스의 수요가 꾸 준히 증가 KISTI의 보고서에 따르 면, 국내 MEMS 센서 시장은 201 0년 760억 원에서 2015년 1,520 억원, 2017년 2,010억 원으로의 성장이 예상 ➊아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 정보통신 분과 신체 외부 통신에서 MHP 펄스와 터너리 코드를 이용한 인체 통신 네트워크 시스템 핵심키워드 한글 영문 MHP 신호, 인체통신네트워크, 신호검출 MHP Signal, WBAN, Signal detection Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 인하대학교 부 서 정보통신공학부 성 명 김 재 명 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 2 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 특허번호 특허명 신체 외부 통신에서 MHP펄스와 터너리 코드를 이용한 인체 통신 네트워크 시스템 임펄스 신호기반 초광대역 무선통신 시스템의 효율적 수신구조 를 이용한 자동 이득 제어 장치 및 방법 64

66 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 - 비동기식 고속 전송일 경우 전송하려는 펄스의 개수가 적어 터너리 코드 시퀀스 를 추가하고 시간도약 구간을 줄임으로써 채널 환경에 강인하고 다중접속 간섭의 감쇄 가능 - 동기식 고속 전송일 경우 전송하려는 펄스의 개수가 적어도 MHP 펄스의 직교성 을 이용하여 시간도약 구간을 늘여서 채널 환경에 강인하고 다중접속 간섭의 감 쇄 가능 - MHP 펄스를 사용한 다중 접속 방식이 가우시안 펄스를 사용한 방식보다 정확한 통신을 제공 가능 - 비동기식의 경우 하나의 정보를 보내기 위한 MHP 펄스, 터너리 코드와 시간도약 구간을 이용하여 통신함으로써 향상된 성능을 제공 해당 기술은 다음의 동작 알고리즘들을 포함 - 송신 장치에서, 터너리 코드 및 펄스 신호를 생성하고, 생성된 터너리 코드를 선택 된 터너리 코드 시퀀스에 기초하여 송신 - 생성된 펄스 신호를 선택된 펄스 차수에 기초하여 송신하는 단계 - 수신 장치에서, 송신된 터너리 코드 및 상기 송신된 펄스 신호를 수신하고, 상관 검출을 이용하여 송신된 터너리 코드 및 송신된 펄스 신호로부터 선택된 펄스 차 수 및 선택된 터너리 코드 시퀀스를 검출하는 단계 - 수신 장치는 검출된 선택된 펄스 차수 및 선택된 터너리 코드 시퀀스를 이용하여 사용자간의 신호를 검출 2. 기술의 수준 - IR을 사용할 경우보다 MHP를 사용할 경우 BER 10-3 에서 4dB정도 성능향상 - 전반적으로 MHP를 사용할 경우 2~3dB의 성능향상 3. 기술의 필요성 - 인체외부 통신의 경우 많은 장치들 간에 통신이 이루어지는데, 이에 따라 다른 장 치들 간의 간섭문제가 발생 - 다중 장치들 간의 다중접속방식을 고려할 필요성 존재 - WBAN의 무선통신에서는 매우 짧은 거리(3m) 이내의 통 신이므로 다중 장치들 간의 거리가 가까워 간섭문제가 발생하고 오류로 인한 기기들의 오작동 등 간섭 문제를 완화하고 장치들 간의 향상된 무선전송이 필요 65

67 4. 기술의 차별성 - 정현파 전송보다 간단하고, 간섭이 없으며 저 전력을 소비하는 초광대역 시스템을 제공 - 넓은 주파수 대역을 사용하는 UWB 기술과 인체 내외 근거리 통신 네트워크에서 의 다중접속 시스템을 제공 - 인체 내외 근거리 통신 시스템에서 다중접속 시 발생하는 다중사용자 간섭문제를 해결하기 위해 각각의 직교성을 가지는 터너리 코드, MHP 펄스 기술을 제공 - 터너리 코드, MHP 펄스, 시간도약 기술을 적용하여 다중 접속시 신호 정보의 정 밀도를 높이며 향상된 자가 신호 검출 기법을 제공 66

68 정보통신 분과 우선사용자 신호의 유형을 구분해 내는 강화된 에너지검출기 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - CR기술은 무선통신에 관련된 모 [국내동향] 년 8월 다섯 개 컨소시엄을 TV 든 기술분야와 밀접하게 연관되어 다양한 기술분야의 협업을 통한 현 문제점을 해결할 수 있는 도전 기술 WS 시범 서비스 사업자로 선정, 20 - 스펙트럼 검출 과정에서 강화된 에너 - 따라서, 비면허 사업자 허용이라 13년 12월 장비개발을 완료, 2014 지 검출기를 이용함으로써 기존 방식 는 개념의 CR자체로는 시장성 판단 년 12월까지 시범 서비스를 제공 의 성능을 개선한 기법 이 불가능하나, 최근 Femtocell, IoT [해외동향] 기술에 관련된 SON에 적용가능한 - 미국 DARPA의 경우 2000년부터 기술로서 시장화 가능한 기술로 여 - 우선사용자들의 신호 종류에 따라 최 XG, CLASSIC, Radio Map, SSPAR 겨짐 대 전력과 평균 전력의 비를 가진다는 C등 다양한 연구 과제를 지속적 - ETRI는 국내 D2D모듈시장규모를 점을 이용하여 우선사용자들의 신호 2018년부터 2023년까지 연평균 9 으로 추진. NSF의 경우 2014년 E 종류를 구분 4% 성장하여 1천1백만 달러 규모를 ARS 프로젝트를 통해 3년간 총 3 형성할 것으로 전망. M2M은 만 달러 규모로 48과제를 지 원 년 1조 4,064억원 규모에서 2016년 2조 7,230억원 규모로 연평균 14. 1%의 성장률을 기록할 것으로 전망 상용화단계 일반 의약 바이오 ➊아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 인지무선, 에너지검출기, 사이클로스테이셔너리 Cognitive radio, Energy detection, Cyclostationary Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 인하대학교 부 서 정보통신공학부 성 명 김 재 명 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 2 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 특허번호 특허명 우선사용자 신호의 유형을 구분해 내는 강화된 에너지검출기 및 검출방법 인지 무선 통신 시스템에서 DTV신호를 검출하기 위한 스펙트 럼 센싱 방법 및 그 장치 67

69 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 - 에너지 검출기를 사용하여 IEEE WRAN 시스템에서 우선사용자로 지정되어 있는 VSB 신호와 WMP신호의 구분성능 및 검출 성능향상 - 에너지 검출 방식의 최대 단점인 우선사용자와 잡음의 구별이 불가능한 특징을 구간별로 계산된 최대 전력 대평균 전력 비(MMPR)를 이용해 개선한 IEEE 시스템 환경에서 VSB와 WMP 신호를 구분해 내는 강화된 에너지 검출기 및 검출 방법을 제공 - 강화된 에너지 검출기의 알고리즘을 실행하여 신호의 종류를 구분할 수 있는 새 로운 임계값의 비교를 통해 검출된 신호의 종류를 구별 - 해당 기술은 스펙트럼 검출 과정에서 강화된 에너지 검출기를 이용함으로써 기존 방식의 성능을 개선하는 기법 - IEEE 시스템 환경에서 우선사용자(Primary User)인 디지털TV(DTV)와 무선 마이크 신호(WMP) 그리고 잡음(noise)의 전력에 대한 특성을 측정하고 그 값을 비교하여 구분이 가능 - 우선사용자들의 신호의 종류에 따라 상이한 최대 전력과 평균 전력의 비 (Maximu m-to-mean Power Ratio, MMPR)를 가진다는 점을 이용하여 우선사용자들의 신 호 종류를 구분 2. 기술의 수준 - -5dB 이상에서 무선마이크, DTV신호를 검출가능 3. 기술의 필요성 - 인지무선기술에 있어 낮은 복잡도의 신호검출기가 요구됨 - 이종기기들을 구분하기 위해 신호의 종류를 구분하는 신호검출기가 요구됨 4. 기술의 차별성 - IEEE WRAN 시스템에서 제시된 에너지 검출기의 우선사용자들과 잡음의 구별이 불가능한 단점을 슬라이딩 윈도우를 통해 최대 전력과 평균 전력 계산 하 여 임계값을 비교하는 비교적 간단한 방법에 의해 해결하고 성능을 향상시키며 스펙트럼 검출의 신뢰성을 증대 68

70 정보통신 분과 이동 에드 혹 네트워크의 최적의 통신 경로를 구성하는 데이터 전송 장치 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 이동 노드의 데이터 전송에 있어 전력 부족을 예방하기 위한 배터리 전력 효율성 향상. - 데이터 전송 중에도 네트워크의 상태 를 감지하고 경로를 관리하여 경로 단절 현상을 대비한 데이터 전송의 신뢰성 향상. - 비용 계산 방법을 통해 이동성을 고려 한 최적 경로의 선택 가능. - 현재 상용화된 D2D기술 중 면허 대역기반 통신기술은 대표적으로 미국 Qualcomm사의 LTE Direct(F lashlinq기반)와 3GPP에서 논의 되고있는 LTE기반 단말기 직접 통신인 ProSe가 있음. - 비 면허대역의 D2D 통신은 현재 스 마트폰에 상용화 되어있는 Wi-Fi Dir ect가 있으며, 현재 IEEE 에서 PAC라는 이름으로 새롭게 표준화가 진행 중에 있음. - 네트워크의 트래픽 부하와 주파수 부족 문제를 대처하기 위한 단말기 간 에 직접 트래픽을 주고받는 단말기 간 직접 통신(D2D)이 부각되고 있음 년 이통사에게 할당된 주파 수도 소규모 사업자나 벤처 등이 공동으로 쓸 수 있도록 하는 전파법 개정안 이 국회를 통과함. 이에 따라 퀄컴이나 삼성전자같은 대기업 제조사들이 주도하는 D2D 시대가 열릴 것이라는 기대감이 커지고 있음 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➎제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 D2D 통신, 데이터 통신 최적화 D2D Communication, data communication optimization Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 인하대학교 부 서 정보통신공학과 성 명 유상조 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 제 호 이동 에드 혹 네트워크에서 최적경로 결정에 의한 효율적 데 이터 전송 장치 및 방법 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 69

71 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 고정 기반 망 없이 이동 노드들 끼리 통신을 할 수 있는 이동 에드 혹 네트워크 에서의 데이터 전송 방법. 데이터 전송에 있어 이동 노드들의 전력 부족 및 이동성으로 인한 경로의 단절을 줄이기 위해 경로 탐색 기술과 네트워크의 상태를 최적으로 활용하는 비용 계산 방법을 이용하여 최적의 통신 경로를 구성. 이를 통해 데이터 전송 중에도 네트워크의 상태를 감지하는 경로의 관리와 예고 없는 경로의 단절 현상이 발생해도 효과적으로 대비하여, 데이터 전송에 신뢰성을 향상. < 본 기술에 따른 이동 에드 혹 네트워크에서의 무선 통신 단말 장치의 구성> 2. 기술의 수준 본 기술은 이동 에드혹 네트워크에서의 통신에 있어서 이동 노드들의 전력 부족 및 이동성으로 인한 경로의 단절을 줄이기 위한 경로탐색기술과 네트워크의 상태 를 최적으로 활용하는 비용 계산 방법을 통해 최적의 통신 경로를 구성하고, 데 70

72 이터 전송 중에도 네트워크의 상태를 감지하는 경로의 관리와 예고 없는 경로의 단절 현상이 발생해도 효과적으로 대비해서, 동적인 이동 에드 혹 네트워크의 데 이터 전송에 신뢰성을 향상시키는 장치 및 방법을 제공하는데 있다. 본 기술에 서 제안하는 방법은 다음과 같다. 1. 각 이동 노드의 잔여 전력(Residual Power)을 고려한 경로의 탐색 방법. 2. 잔여 전력이 충분한 노드들로 구성된 경로를 통한 패킷의 전달로 경로의 생존 성 증대 3. 효율적인 경로 계산 비용 관계식을 이용하여 전력 및 이동 노드의 이동성을 고려한 최적 경로의 선택 방법 4. 데이터 전송 중 발생할 수 있는 에러에 효과적으로 대응할 수 있는 경로의 관 리 5. 링크 단절(Link-break)에 대비한 다중 경로의 확보 방법. 6. GPS를 이용한 자신의 위치 확인과, 이동성 예측으로 네트워크에 신뢰성 제공. 3. 기술의 필요성 최근 몇 년간 스마트 폰과 태블릿 기기의 급격한 보급으로 고용량 멀티미디어 통 신이 활성화 되면서 모바일 인터넷 트래픽이 급격히 증가하고 있으며, 이로 인해 셀룰러 통신망의 과부하가 심해지고 있음 트래픽 과부하에 대처하기 위해 여러 방안이 강구되고 있으며, 그 중에 하나로 네 트워크 인프라를 거치지 않고 단말기 간에 직접 트래픽을 주고받는 단말 간 직접 통신 (D2D)가 부각되고 있음 D2D 통신의 경우 기존 이동통신 서비스의 주요한 문제점이었던 네트워크의 트 래픽 부하 및 주파수 부족 문제를 해결할 수 있을 것으로 보임. 이에 모바일 데 이터를 수용하면서 D2D 기술을 사용하여 새로운 서비스 및 비즈니스 모델이 다 양하게 개발 것으로 기대됨. 4. 기술의 차별성 기존 기술의 문제점 개선 노드의 수명을 유지하고 전력 효율을 향상시키기 위한 프로토콜 필요 기존 에드 혹 네트워크에서의 통신 방법인 프로-액티브 방식 중의 하나인 DSDV 는 미리 경로를 구성하여 경로의 관리 면에서는 효과적이지만 이동 노드들 끼리 71

73 정보를 수시로 교환해야 하기 때문에 소비전력이 높음. 라-액티브 방식의 경우 소비 전력을 감소시킬 수 있지만 경로 관리가 취약. 데이터 전송 경로의 단절을 줄이기 위한 경로 탐색 기술과 네트워크의 상태를 최적으로 활용하는 비용 계산 기술은 위 두 방식의 문제점을 개선하여 더 효율적인 D2D 통신을 가능하게 할 수 있음. < 글로벌 데이터 트래픽 전망> 72

74 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 본 기술은 OFDMA 시스템의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 주파수 재사 용율 분할 방식기반의 OFDMA 기술이 다. - OFDMA 시스템에서 주파수 재사용율 분할 방식의 개념을 접목하여 이동 단 말의 채널 상황을 근거로 SINR(Signalt ointerferenceandnoiseratio)이 높은 채널그룹의 서브 캐리어를 동적으로 할당함으로써 이동 단말들이 보다좋은 채널을 할당 받을 수 있도록 한 방법 이다. - OFDMA 방식은 주파수 효율이 높고, 간단한 단일탭 등화기로 고속 데이터 무선통신을 위한 전송 방식으로 채택 되어 옴 - OFDMA방식을 무선전송기법으로 사용 할 경우에는 주어진 채널에 최적화된 적응변조기법을 적용하기 위한 연구가 진행되고 있음 - 인터넷과 같은 고속 데이터 전송에 특 히 적합하기 때문에 차세대의 무선전 송기법으로 널리 사용될 것으로 예상 됨 년 무선인터넷산업 규모는 전년 대비 8.8% 성장한 것으로 나타났으며, 2016년에는 134조 1985억원 규모에 달할 것으로 전망 - 무선인터넷산업 분야 중 하나인 무선 네트워크 규모는 국내 이통 3사 LTE 서비스 가입자의 폭발적 증가에 따라 2013 년 대비 15.1%증가 - 무선인터넷 시장 규모는 모바일 앱을 중심으로 2013년 대비 6.8% 성장한 2 조 4335억원 성장하였고, 앞으로도 그 성장에 따라 시장 규모가 더욱 커질 예정 정보통신 분과 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적채널 할당 방법 및 동적 전력 할당 방법과 이를 지원하는프레임 구조 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 ❷연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 OFDMA 시스템, 동적채널 할당, 동적 전력 할당 OFDMA system, dynamic channel allocation, dynamic power allocation Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 인하대학교 부 서 전자공학과 성 명 장경희 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 ( ) 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적채널 할당 방법 및 동적 전력 할당 방법과 이를 지원하는프레임 구조 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 73

75 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 본 기술은 다음과 같이 구현됨 - 본 OFDMA 시스템의 동적 채널 할당 방법은 아래와 같이 구성됨 ; 각각이 복수의 섹터들로 이루어진 셀들로 형성 ; 할당 전송률을 요구 전송률로 나눈 비가 가장 작은 이동 단말 우선 채널 할당 후보 로 선정 ; 우선 채널 할당 후보 선정된 이동 단말의 채널 정보 및 거리 정보 이용 ; 내부 셀에 있는 이동 단말이 외부 셀에 있는 이동 단말에 동적으로 채널 할당 < OFDMA 시스템 > 본 발명의 특성 - 각 기지국은 자신이 서비스를 제공하는 이동 단말로부터 채널 상황을 피드백받아 각 이동 단말의 공평성을 고려하여 각각의 이동 단말에 좋은 채널들을 할당한 후, 이동 단말 별 할당받은 채널의 상태에 따라 전력을 할당하여 다중 이동 단말 다이버시티 이득을 획드하도록 하는 동적 자원 할당 알고리즘을 하나의 기지국 을 내부 셀 영역과 외부 셀 영역으로 나누고 기지국으로부터 멀리 떨어져 있는 외부 셀 영역의 이동 단말에게 주파수 재사용율이 높은 채널을 할당하는 주파수 재사용율 분할방식의 셀 계획법에 적용하여 하향 링크의 쓰루풋 및 아웃티지 확 률을 향상시킬 수 있게 된다. - 슬롯 단위로는 AMC만을 적용하고 프레임 단위로 DAC, DPA와 AMC를 함께 사용 할 수 있도록 하여 오버헤드를 줄이며, 하향 링크 및 상향 링크에서 발생하는 오 74

76 버헤드를 정량적으로 분석하여 하향 링크의 쓰루풋을 향상시킬 수 있게 된다. 2. 기술의 수준 주파수 재사용율 분할 방식을 기반으로 하는 동적 자원 할당을 지원하기 위한 OF DMA 시스템의 슬롯 구조에 있어서, 슬롯은 매 슬롯마다의 적응변조를 위해, 매 슬롯마다 이동 단말이 모든 서브 채널 그룹의 CINR 값을 측정하도록 CINR 측정 용 프리엠블 가지며, 매 슈퍼 프레임마다 이동 단말의 위치 정보 전송을 위한 OF DM 심볼을 가지며, 적응 변조를 위한 복수개의 OFDM 심볼을 가지는 것을 특징 으로 하는 OFDMA 시스템의 동적 자원 할당을 지원하는 슬롯 구조. 주파수 재사용율 분할 방식을 기반으로 하는 OFDMA 시스템에서의 동적 자원 할 당 방식을 운용하기 위한 방법에 있어서, 매 슬롯마다 AMC(Adaptive Modulation and Coding)를 하면서 매 프레임 마다 DCA(Dynamic Channel Allocation) 와 DP A(Dynamic Power Allocation)를 행하여 오버헤드를 감소시킴을 특징으로 하는 주 파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 자원 할당. 3. 기술의 필요성 OFDMA 시스템에서 주파수 재사용율 분할 방식의 개념을 접목하여 이동 단말의 채널 상황을 근거로 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)이 높은 채널 그룹의 서브 캐리어를 동적으로 할당함으로써 이동 단말들이 보다 좋은 채널을 할당받을 수 있도록 한 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 채널 할당 방법이 필요하다. 이동 단말별 할당받은 채널의 상태에 따라 동적으로 전력을 할당하여 다중 이동 단말 다이버시티이득(Multi-user Diversity Gain)을 획득하도록 한 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시스템의 동적 전력 할당 방법의 제공이 필요하다. OFDMA 시스템을 위한 동적 채널 할당과 동적 전력 할당 방식 등의 동적 자원 할당을 지원하기위해 슬롯 단위로는 AMC(Adaptive Modulation and Coding)만을 적용하고 프레임 단위로 DAC(Dynamic Channel Allocation), DPA(Dynamic Power Allocation)와 AMC를 함께 사용하는 주파수 재사용율 분할 방식 기반 OFDMA 시 스템의 동적 채널 및 전력 할당을 지원하는 프레임 구조 및 슬롯 구조가 필요하 다. 4. 기술의 차별성 기존 기술 대비 개선점 - 기존의 기술 75

77 ; 주파수 재사용율 1로 유지에 따라 셀 간 간섭으로 셀 경계에서 심각한 성능 열화발생 ; 기존 고정적인 자원 할당을 지원하는 다중 이동 단말 방식은 최적의 자원 할당 불가능 ; 워터-필링(Water-Filing)방식은 주파수 선택적 채널 특성 상 사용되지 않는 채 널들이 존재 개선점 ; 이동단말에 주파수 재사용율 분할방식의 셀 계획법적용, 아웃티지 확률 향상 ; 하향링크, 상향 링크에서 발생하는 오버헤드 정량적 분석 통해 하향 링크쓰루 풋 향상 ; 슬롯단위로는 AMC만, 프레임단위로는 DCA, DPA, AMC를 함께 사용 하여 오버헤드를 줄임 76

78 정보통신 분과 초광대역시스템의 거리측정방법 및 장치 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 [국내동향] - 두 번의 회신신호를 통해 디바이스의 타이머 오차 최소화로 거리측정 기기 의 성능향상 - 다중경로감쇄에 대한 강인성 확보로 거리측정 기기의 성능향상 - 높은 정밀도의 타이머 필요성 감쇄로 거리측정 기기의 비용절감 - 거리측정에 있어 타이머 문제를 해결 하는 알고리즘으로서 UWB시스템에만 제한되지 않는 기술 년 ETRI가 IEEE a기 반 1m급 정밀도의 위치인식 칩을 개발, 2011년 Decawave가 10cm 급 정밀도의 DW1000 칩을 개발, Nanotro은 Chirp Spread Spectru m 기반의 nanoloc Ranging Kit 를 개발. [해외동향] 년 미국의 Invensense는 초 저전력 센서 플랫폼과 이를 이용 한 실내외 위치 측정기술을 개발 중. MEMS 모션센서와 이를 활용 하는 펌웨어/응용소프트웨어를 개 발. - 거리측정기술은 위치기반 서비스 의 핵심기술로서, 위치기반 서비 스의 국내시장규모는 세계시장과 동일한 성장률을 가정하여 2016 년 2조 1,116.5억 원까지 성장할 것으로 예상되며 세계시장규모는 CAGR 34.8%의 성장률로 2016년 에 164.7억 달러로 지속적인 성 장이 예상됨 (Gartner, 2011) 상용화단계 일반 의약 바이오 ➀아이디어 ➋연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 초광대역 통신, 거리측정, 타이머 오차 UWB, Ranging, Timer offset Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 인하대학교 부 서 정보통신공학부 성 명 김 재 명 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 2 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 특허번호 특허명 초 광대역 시스템의 거리 측정 방법 및 장치 초광대역 차량용 레이더 시스템 구동 방법 및 초광대역차량용 레이더 시스템 77

79 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 - 초 광대역 시스템에 있어서, 회신하는 신호를 두 번 전송하여 디바이스 간 타이머 오차를 줄임으로써, 보다 정밀한 거리 측정이 가능한 초 광대역 시스템의 거리 측 정 방법 및 장치를 제공 - 회신하는 신호를 두 번 전송하고 두 신호를 에버리징함으로써, 다중 경로 노이즈 에 의해 약해진 다이렉트 경로 신호를 용이하게 찾을 수 있는 초 광대역 시스템 의 거리 측정 방법 및 장치를 제공 - 타겟 노드에 높은 정밀도의 타이머를 사용하지 않고도 타이머 오차를 보정하여 보다 정밀하게 거리를 측정함으로써, 시스템의 비용을 절감하는 초 광대역 시스템 의 거리 측정 방법 및 장치를 제공 본 알고리즘은 다음의 구성부분을 포함 - 레퍼런스 노드 및 타겟 노드의 신호 송수신을 제어하는 송수신 제어부 - 레퍼런스 노드의 신호 송수신 시간을 측정하는 시간 측정부 - 타겟 노드로부터 수신된 제 1 리플라이 신호 및 제 2 리플라이 신호를 이용하여 상기 타겟 노드의 타이머 오차를 보정하는 타이머 오차 보정부 및 상기 타겟 노 드로부터 수신한 상기 제 1 리플라이 신호 및 상기 제 2 리플라이 신호를 이용하 여 상기 타겟 노드와 상기 레퍼런스 노드의 거리를 추정하는 거리 추정부 2. 기술의 수준 - 타이머 오차가 0.008%일 경우 IR-UWB 채널모델의 CM1, CM3, CM4에서 기존 대 비 15%의 성능향상, CM2에서는 5%의 성능향상을 보임 3. 기술의 필요성 - 실시간 재난파악 및 방재, 개인의 안전관리, 공장 및 빌딩 자동화, 지능형 물류시 스템 등 실시간 위치정보 기반 응용 서비스가 다양화, 시장 활성화가 가속화 될 것으로 예상 - 서로 다른 디바이스간 수 cm에서 수십 m 정밀도의 거리측정을 가능하게 하는 무 선통신기반 대상거리측정기술의 필요성 대두 4. 기술의 차별성 78

80 초 광대역 시스템에 있어서, 회신하는 신호를 두 번 전송하여 디바이스간 타이머 오차를 줄임으로써 - 보다 정밀한 거리 측정이 가능한 초 광대역 시스템의 거리 측정 방법 및 장치를 구성 가능 - 다중 경로 노이즈에 의해 약해진 다이렉트 경로 신호를 용이하게 식별 가능 - 타겟 노드에 높은 정밀도의 타이머를 사용하지 않고도 타이머 오차를 보정하여 보다 정밀하게 거리를 계산 가능 79

81 카오스특성을 이용한 스펙트럼센싱방법 및 그 장치 정보통신 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - CR기술은 무선통신에 관련된 모 - 카오스 특성을 이용한 스펙트럼 센싱 방법과 그 장치 - 카오스 특성을 이용하여 우선 사용자 의 상태를 효율적이고 신뢰적으로 검 출 - SNR이 좋지 않은 채널에서도 우선 사 용자의 신호를 검출 [국내동향] 년 8월 다섯 개 컨소시엄을 TV WS 시범 서비스 사업자로 선정, 20 13년 12월 장비개발을 완료, 2014 년 12월까지 시범 서비스를 제공 [해외동향] - 미국 DARPA의 경우 2000년부터 XG, CLASSIC, Radio Map, SSPAR C등 다양한 연구 과제를 지속적 으로 추진. NSF의 경우 2014년 E ARS 프로젝트를 통해 3년간 총 3 600만 달러 규모로 48과제를 지 원 든 기술분야와 밀접하게 연관되어 다양한 기술분야의 협업을 통한 현 문제점을 해결할 수 있는 도전 기술 - 따라서, 비면허 사업자 허용이라 는 개념의 CR자체로는 시장성 판단 이 불가능하나, 최근 Femtocell, IoT 기술에 관련된 SON에 적용가능한 기술로서 시장화 가능한 기술로 여 겨짐 - ETRI는 국내 D2D모듈시장규모를 2018년부터 2023년까지 연평균 9 4% 성장하여 1천1백만 달러 규모를 형성할 것으로 전망. M2M은 2011 년 1조 4,064억원 규모에서 2016년 2조 7,230억원 규모로 연평균 14. 1%의 성장률을 기록할 것으로 전망 상용화단계 일반 의약 바이오 ➊아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 인지무선, 카오스, 스펙트럼 센싱 Cognitive Radio, Chaotic, Spectrum Sensing Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 인하대학교 부 서 정보통신공학부 성 명 김 재 명 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 2 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 특허번호 특허명 카오스 특성을 이용한 스펙트럼 센싱 방법 및 그 장치 스펙트럼 센싱 방법, 그리고, 이를 이용한 CR디바이스 및 CR시 스템 80

82 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 - 해당기술은 2차 사용자의 채널 접근을 허용하기 위하여, 우선 사용자의 상태를 효 율적이고 신뢰적으로 검출할 수 있는 카오스 특성을 이용한 스펙트럼 센싱 방법 을 제공 - 수신된 신호의 카오스 특성(chaotic property)을 이용하여 SNR이 좋지 않은 채널 에서도 우선 사용자의 신호를 검출 가능 해당 기술에서 제안하는 스펙트럼 센싱 장치는 다음의 알고리즘 과정을 포함 - 우선 사용자의 상태에 따라 2차 사용자의 데이터 전송을 허용하는 인지 무선 통 신 시스템에서, 우선 사용자의 상태를 감지하기 위한 스펙트럼 센싱 장치 - 대상 신호로부터 샘플링 데이터를 획득하는 샘플링부 - 획득된 샘플링 데이터로부터 적어도 하나의 특성정보를 추정하는 카오스 특성 추 정부 - 추정된 특성정보를 기초로 상기 우선 사용자의 상태를 결정하는 결정 처리부 2. 기술의 수준 - 0dB이상에서 PAM 신호들(BPAM/4PAM/8PAM/16PAM)을 상관특성을 통해 구별 가능 - -5~-2dB, 1dB~ 4dB, 6~7dB에서 PSK 신호들(BPSK/QPSK/8PSK/16PSK)을 상관특성 을 통해 구별 가능 3. 기술의 필요성 - 서로 다른 서비스 제공자가 인접하여 존재할 때 CR시스템 간에 주파수 간섭이 일어남 - 남아있는 빈 주파수가 없을 때는 먼저 사용한 CR시스템과의 주파수 사용 형평성 문제가 발생 - SNR이 좋지 않은 채널에서는 우선 사용자 신호를 쉽게 검출할 수 없음 4. 기술의 차별성 - 우선 사용자의 상태를 효율적이고 신뢰적으로 검출하여, 인지 무선 통신 시스템의 성능을 향상 - 채널의 대상 신호에 내제된 카오스 특성을 이용함으로써, 작은 복잡도의 센싱을 구현할 수 있으며, 낮은 SNR의 채널에서도 강인한 센싱 성능을 구현 가능 81

83 카오스특성을 이용한 인지무선 통신시스템 엔진유닛 정보통신 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - CR기술은 무선통신에 관련된 모 [국내동향] 든 기술분야와 밀접하게 연관되어 - 통신 채널의 스펙트럼 센싱 결과뿐 아 다양한 기술분야의 협업을 통한 현 년 8월 다섯 개 컨소시엄을 TV 니라, 우선 사용자의 트래픽에 대한 문제점을 해결할 수 있는 도전 기술 WS 시범 서비스 사업자로 선정, 20 모니터링 결과를 이용함으로써, 2차 - 따라서, 비면허 사업자 허용이라 13년 12월 장비개발을 완료, 2014 사용자의 채널 접근을 보다 안정적이 는 개념의 CR자체로는 시장성 판단 년 12월까지 시범 서비스를 제공 고 정확하게 실시될 수 있도록 하는 이 불가능하나, 최근 Femtocell, IoT [해외동향] 기술에 관련된 SON에 적용가능한 카오스 특성을 이용한 인지 무선 통신 - 미국 DARPA의 경우 2000년부터 기술로서 시장화 가능한 기술로 여 시스템 엔진 유닛 XG, CLASSIC, Radio Map, SSPAR 겨짐 - 잡음에 강인하고 우선 사용자 트래픽 C등 다양한 연구 과제를 지속적 - ETRI는 국내 D2D모듈시장규모를 변화에 대해 안정적인 시스템을 제공 2018년부터 2023년까지 연평균 9 으로 추진. NSF의 경우 2014년 E - 우선 사용자의 트래픽의 자기 유사 성 4% 성장하여 1천1백만 달러 규모를 ARS 프로젝트를 통해 3년간 총 3 의 변화에 따라 인지무선통신의 성능 형성할 것으로 전망. M2M은 만 달러 규모로 48과제를 지 을 최대화 년 1조 4,064억원 규모에서 2016년 원 2조 7,230억원 규모로 연평균 14. 1%의 성장률을 기록할 것으로 전망 상용화단계 일반 의약 바이오 ➊아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 인지무선, 카오스, 동적 스펙트럼 접근 Cognitive Radio, Chaotic, Dynamic Spectrum Access Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 인하대학교 부 서 정보통신공학부 성 명 김 재 명 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 2 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 특허번호 특허명 카오스 특성을 이용한 인지 무선 통신 시스템 엔진 유닛 무선 인지 단말, 이를 위한 제어 장치 및 방법 82

84 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 - 본 기술을 통해 통신 채널의 스펙트럼 센싱 결과뿐 아니라, 우선 사용자의 트래픽 에 대한 모니터링 결과를 이용함으로써, 2차 사용자의 채널 접근을 보다 안정적이 고 정확하게 실시될 수 있도록 하는 카오스 특성을 이용한 인지 무선 통신 시스 템 엔진 유닛을 제공 가능 - 우선 사용자의 트래픽에 대한 모니터링 결과를 이용하여, 통신 채널의 스펙트럼 센싱 결과를 개선시킬 수 있는 카오스 특성을 이용한 인지 무선 통신 시스템 엔 진 유닛을 제공 가능 해당 기술의 인지 무선 통신 시스템 엔진 유닛의 동작은 통신 채널에 대한 우선 사 용자의 동작 상태에 따라 2차 사용자의 상기 통신 채널에 대한 접근을 허용하는 인 지 무선 통신 시스템 엔진 유닛의 동작방법으로 다음의 알고리즘 단계들을 포함 - 통신 채널로부터 관측 신호를 수집하고, 관측 신호로부터 샘플링 데이터를 획득 하는 단계 - 획득된 샘플링 데이터를 기초로, 우선 사용자의 동작 상태를 검출하는 단계 - 통신 채널에서 우선 사용자의 트래픽을 모니터링하여, 우선 사용자의 트래픽에 대한 카오스 특성을 추정하는 단계 - 샘플링 데이터에 의해 검출된 우선 사용자의 동작 상태를 상기 우선 사용자의 트래픽에 대하여 추정된 카오스 특성에 따라 개선하는 단계 - 계산된 결과를 기초로, 2차 사용자의 통신 채널에 대한 접근의 허용 여부를 결정 하는 단계 2. 기술의 수준 - 최소 15dB이상에서 채널충돌 확률을 0.1이하로 낮춤 3. 기술의 필요성 - 우선사용자 채널추정시 정량화의 단점으로 인한 연판정 정보 손실 - 채널추정에 대한 정량화의 단점을 극복하려면 계산이 복잡해지거나 또는 미리 알 고 있어야 하는 정보가 많아지는 문제가 발생하는데 해당 기술을 이용하여 최적 문턱값을 자율적으로 결정 83

85 4. 기술의 차별성 - 우선 사용자의 신호 및 트래픽에 대한 특성정보를 사용함으로써, 잡음에 강인하고 우선 사용자 트래픽 변화에 대해 안정적인 시스템을 제공가능 - 우선 사용자의 트래픽의 자기 유사성의 변화에 따라 인지 무선 통신의 성능을 최 대화 가능 - 동적 스펙트럼 접근 처리부는 반복 알고리즘으로 구현됨으로써, 장거리 구간 종속 성의 추정을 복구하고, 카오스 무선 인지의 채널 접근을 개선할 수 있으며, 우선 사용자의 상태 정보를 실제채널의 트래픽에 가깝게 추정 가능 84

86 정보통신 분과 펨토 기지국간의 간섭 해결을 위한 펨토셀 망운영 시스템 및 방법 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 간섭그래프(interference graph)를 이용 하여 간섭관계에 있는 펨토셀들에 상이한 채널 자원을 할당함으로써 복잡도의 큰 증가 없이 펨토셀 간 간섭을 피하거나 최소화시킬 수 있는 펨토셀 망운영 시스템이다. - 간섭관계에 따라 펨토 기지국들을 그룹화 함으로써 펨토셀 그룹 간 및 동일 그룹 내 이웃 펨토 기지국 간 간섭을 방지할 수 있다. [국내동향] - 국내에서는 KT의 LTEWARP와 SKT 의 Advanced-SCAN 방식에 CoM P기술이 접목되고 펨토셀을 실시 간으로 On/Off 할 수 있는 기능 을 통해 펨토셀 간 의 간섭현상을 제거하는 기술 등이 논의 중이다. [해외동향] - 소형셀은 5G 이동통신에서 용량 증대의 새로운 지표인 단위면적 당 용량 증대 기술로 인식되어, Erricsson, Qualcomm 등 메이저 업체에서도 연구개발 중이다. - 급증하는 모바일 트래픽을 수용하기 위하여 많은 제조업체들이 소형셀 기지국에 대한 시험을 진행하고 있다 년 말 기준 세계 25개국 47개 사업자들이 펨토셀을 이용한 상용 서비스를 제공함으로써 소형셀에 대한 매출액은 2017년에는 26%까지 차지 할 것으로 전망 된다. - 초고밀도 네트워크(Ultra Dense N etwork)의 핵심 요소로 소형셀 기지국의 글로벌 시장을 형성이 전망되고 있다. 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 ❷연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 펨토셀, 망 운영, 간섭 Femto cell, Operation and Maintenance system, Interference Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 인하대학교 부 서 전자공학 성 명 장경희 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 2 건 구 분 상 태 출원(등록)일자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 ( ) 관련기술 출원 등록 ( 일) 펨토 기지국간의 간섭 해결을 위한 펨토셀 망운영 시스템 및 방법 매크로셀 및 펨토셀 간의 간섭 완화/제거 장치 및 방법 관련기술 출원 등록 85

87 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 간섭 그래프(interference graph)를 이용하여 간섭 관계에 있는 펨토셀들에 상 이한 채널 자원을 할당함으로써, 복잡도의 큰 증가 없이 펨토셀 간 간섭을 피하거 나 최소화 시키는 기술 하나의 서브프레임 시간 내에 펨토셀의 자원 할당을 완료할 수 있고, 간섭 관계에 따라 펨토 기지국들을 그룹화 함으로써 펨토셀 그룹 간 및 동일 그룹 내 이웃 펨토 기지국 간 간섭을 방지할 수 있는 기술 < 펨토셀 개념도> 본 기술은 다음과 같이 구현됨 펨토셀 망운영(Operation & Maintenance, O&M) ; 복수의 펨토 기지국으로부터 상기 복수의 펨토 기지국이 관리하는 펨토 단말의 간섭 기지국 리스트를 수신 ; 수신된 간섭 기지국 리스트에 기초하여 상기 복수의 펨토 기지국간의 간섭 관계를 나타내는 간섭 그래프를 생성 ; 생성된 간섭 그래프에 기초하여 상기 복수의 펨토 기지국을 복수의 그룹으로 분류 ; 버텍스(vertex) 컬러링(coloring) 이론에 기반하여, 복수의 그룹에 포함된 적어도 하 나 이상의 펨토 기지국으로 자원을 할당 86

88 자원 할당 ; 복수의 펨토 기지국들 각각이 이용 가능한 서브채널과 간섭 관계에 있는 매크로셀 단말의 수를 계산 ; 계산된 매크로셀 단말의 수가 최소인 서브채널을 상기 적어도 하나 이상의 펨토 기지국에 재할당 전력 제어 ; 복수의 펨토 기지국들 각각은, 전력 제어 게임 이론에 기반한 페이오프 함수를 통해 전송 전력 레벨이 결정 ; 페이오프 함수는, 물리 자원 블록(Physical Resource Block, PRB) 당 데이터율의 효 율(data rate efficiency)에 기초하여 펨토 단말에 대한 이득을 나타내는 보상 함수와 특정 펨토 기지국의 전송 전력과 해당 펨토 기지국을 제외한 나머지 펨토 기지국들의 전송 전력의 벡터에 기초하여 펨토셀이 전송 전력을 증가시키는 것을 제한하는 패널 티 함수를 포함 <펨토셀 네트워크 간섭상황> 87

89 2. 기술의 수준 작은 커버리지 내에서 서비스를 제공하기 때문에 소출력이며, 안정된 커버리지 확보를 위해 외부 기지국 등 주변 전파 환경을 따라 최적화 출력설정이 가능하다. 펨토셀은 기지국을 통하지 않고 인터넷 회선을 백홀(backhaul) 로 사용하여 이동통신 코어네트워크에 접속하므로 자체적인 용량을 제공한다. 펨토셀-펨토셀, 펨토셀-기지국간 간섭 완화를 위한 자원 배분 및 스케줄링 방안과 펨토간 간섭 완화를 위한 빔포밍(beam-forming), 구동 제어(activation/inactivatio n) 방안 등이 검토되고 있다. 3. 기술의 필요성 스마트폰은 기존 음성위주의 기기사용에서 데이터통신 중심으로의 근본적인 변화 를 이끌고 있으며, 이러한 변화는 모바일 트래픽의 급증을 야기하면서 이로 인한 서비스 품질의 하락 및 망 과부하문제가 대두되고 있다. 펨토셀간 간섭은 시스템 용량과서비스 품질을 저하시키는 가장 큰 요인 중 하나 로써 전체 네트워크 처리량을 향상시키기 위해 공동 계층의 간섭을 완화하고 계층 간 간섭을 감소시키는 효과적이고 강력한 간섭 관리 체계가 필요하다. 고밀도의 소형 셀을 밀집 배치하여 단위면적당 스펙트럼 효율(spectrum efficienc y)를 극적으로 증대시켜 폭증하는 트래픽을 수용하면서 이동통신에 필수적인 커 버리지 확보와 효율적인 이동성 관리를 가능하게 하기 위한 소형 셀 향상 기술이 필요하다. 4. 기술의 차별성 기존 기술 대비 개선점 기존의 기술 ; 펨토셀과 펨토셀 사이에 치명적인 동일채널 간섭을 야기 ; 펨토셀 간의 전체 대역폭 공유에 따라 동일채널이 재사용되는 경우 간섭이 발생 ; 네트워크에서 동일채널 간섭을 제어하기 위한 관리방안이 필요 개선점 ; 복잡도의 큰 증가 없이 펨토셀 간 간섭을 피하거나 최소화 시킬 수 있음 ; 하나의 서브프레임 시간 내에 펨토셀의 자원할당을 완료할 수 있음 ; 펨토셀 그룹 간 및 동일 그룹 내 이웃 펨토 기지국 간 간섭을 방지할 수 있음 88

90 정보통신 분과 이미지기반 무선 센서 네트워크 시스템 및 센서 네트워킹 방법 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 주변 환경에 대한 데이터를 센싱 하고 센싱된 데이터를 중앙 관제 센터로 전송하는 무선 센서 노드 들로 구축되는 이미지 기반 무선 센서 네트워크 시스템 - 이벤트가 감지되면 촬영된 이미지를 센 싱노드의 플래쉬메모리에 저장하고, 감 지된 이벤트 관련 데이터와 함께 촬영 된 이미지의 특성을 관제센터에 전송 - 관제센터는 전송된 이미지 특성을 참고 로 이벤트 상황을 추론하고 요청할 이미 지를 선정하여 센싱 노드에 전송 요청 - 센싱 노드에서는 관제센터에서 요청한 이미지를 읽고 관제센터에 전송하여 이 미지 저장 [국내동향] - 저전력 통신, 양방향무선통신, 지능 형 센서, 위치기반, 모바일 기기연 동, 빅데이터 등과 연계 발전 - 국내 WSN 관련 기업은 약 400개 기업으로 파악 - 센서노드 및 플랫폼 기술 분야는 레이디오펄스, 센서 네트워킹은 아 이비트, 전력 모니터링 분야의 피 코스넷 등의 기술개발 진행 [해외동향] - 모니터링 분야뿐만 아니라 글로벌 자동차 기업과 대학간 연계로 카 메라센서를 이용한 졸음방지시스 템, 차선이탈경고시스템, 자율주행 시스템 등의 개발이 활발히 진행 - 사물인터넷(IoT) 시대가 도래하면서 무선 센서 산업이 주목받고 있음 - 모니터링용으로 무선 센서 네트 워크를 활용하고, 빌딩 자동화와 공급체인, 방위, 자재관리, 식료품 등의 많은 분야에서는 모니터링 뿐만 아니라 트랙킹, 태그용으로 무선 센서 네트워크 활용 - 프로스트 앤 설리번에 따르면, 20 14년 세계무선센서네트워크 시장 수익은 12억 달러였으며 2020년 에는 18.1%의 연평균 성장률을 기록하며 32억 6천만 달러에 달 할 것으로 예측 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 한글 이미지, 무선, 센서, 네트워크 핵심키워드 영문 image, wireless, sensor, network Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 전자부품연구원 부 서 임베디드소프트웨어융합연구센터 성 명 송민환 직 급 선임 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 2 건 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 KR 관련기술 출원 등록 KR 이미지 기반 무선 센서 네트워크 시스템 및 무선 센서 네트워킹 방법 무선 센서 네트워크 기기를 위한 전원공급 제어장치 및 리셋 제어장치 89

91 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 주변 환경에 대한 데이터를 센싱하고 센싱된 데이터를 중앙 관제 센터로 전송하 는 무선 센서 노드들로 구축되는 이미지 기반 무선 센서 네트워크 시스템 <이미지 기반 센서네트워킹 방법> 이벤트가 감지되면 촬영된 이미지를 센싱노드의 플래쉬메모리에 저장하고, 감지된 이벤트 관련 데이터와 함께 촬영된 이미지의 특성을 관제센터에 전송 관제센터는 전송된 이미지 특성을 참고로 이벤트 상황을 추론하고 요청할 이미지 를 선정하여 센싱 노드에 전송 요청 센싱 노드에서는 관제센터에서 요청한 이미지를 읽고 관제센터에 전송하여 이미 지 저장 이미지 기반 무선 센서 네트워크의 리소스와 전원을 보다 효율적으로 사용할 수 있으며 사물인터넷에 분야의 이미지 전송 장치 등에 적용 가능 2. 기술의 구현 단계 이벤트 발생 여부를 감지 감지단계에서 이벤트가 감지되면, 감지된 이벤트 관련 데이터를 관제 센터로 전송 90

92 주변을 촬영하여 이미지를 생성하고 이미지 저장 생성된 이미지의 특성을 추출 추출된 이미지의 특성을 관제 센터로 전송 이미지 특성을 토대로 이벤트 상황 추론 추론 결과를 토대로 이미지 요청 요청된 이미지를 전송하여 관제센터에 저장 이벤트 결론 도출 3. 기술의 필요성 무선 센서 네트워크를 이용하여 시간적 및 공간적인 변화와 이상 변동 상황을 판 단할 수 있으나 이벤트 발생시, 센서 오류 및 데이터 전송 오류 등 가능성이 발생 했을 때 이를 확인하고 조치를 취하기 위해 이벤트 및 오류 분석을 위한 인적, 시 간적, 물적 비용이 발생할 수 있음 이에 이미지를 촬영 모듈을 추가하여 이벤트 발생시 촬영 이미지를 전송함으로써 사건의 발생 여부를 확인하는데 용이하도록 하고 있음 이미지 전송시 무선센서네트워크를 사용하기 때문에 큰 통신 리소스를 점유하게 되며 여러 노드에서 동시에 전송받아야하는 경우 다른 센싱 데이터의 전송을 지 연 시키는 등 오류를 발생시키거나 자원을 낭비하는 경우가 발생할 수 있음 4. 기술의 차별성 이벤트가 감지되면 촬영된 이미지를 저장하고, 감지된 이벤트 관련 데이터와 함께 촬영된 이미지의 특성을 전송하여, 무선 센서 네트워크의 리소스와 전원을 보다 효율적으로 사용할 수 있음 이벤트가 발생한 시점의 이미지를 대용량 메모리에 저장하고 관제 센터의 상황 판단 이후 적절한 스케줄에 따른 이미지 데이터 전송함으로 인해 큰 용량의 이미 지 데이터를 즉각적으로 전송해야 하는 기존의 이미지 센서 네트워크 시스템에 비해 무선 데이터 리소스를 절약할 수 있음 이미지 데이터의 전송 이전에 이미지에 대한 분석을 통해 히스토그램 등 이미지 를 대표할 수 있는 메타데이터를 관제 센터로 전송함으로써 관제 센터는 전체적 인 상황의 추론과 판단에 큰 도움을 받을 수 있고 결과적으로 더 적은 횟수의 확 인용 이미지의 전송을 요구함으로써 무선 데이터의 리소스를 절약할 수 있음 이미지를 대용량의 비휘발성 플래시 메모리에 저장함으로 인해 촬영된 이미지의 완전한 전송 시까지 이미지 보존에 필요한 전력을 절감할 수 있음 91

93 정보통신 분과 구조물 변위 측정 시스템 및 방법 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 기존의 변위 측정 센서와 달리 외부 환경 변화에 강인하고, 저렴한 가격으 로 6자유도 변위 정밀 측정 가능 - 투영된 레이저 빔의 위치 및 기구부의 회전 각도를 바탕으로 두 면 사이의 6 자유도 변위 (선형 및 회전 변위) 예측 - 다중 모듈을 적용하여 거대 기반 시설 물(장대 교량 또는 초고층 건물 등)의 변위 측정 가능 [국내동향] - 침하에 대한 진행성 파악을 위해 El evation 삼각대를 이용해 측정점의 등고차 값을 비교하여 수직변화 상 태를 측정 [해외동향] - 양방향 텐션와이어 타입에 변위 측정 시스템을 적용시켜 측정 시 스템이 구조의 표면 침강과 수평 변위를 측정. 댐, 터널, 다리, 측면 경사면 등 측정하는데 용이 - 건설투자 중 유지관리투자의 비 중이 중요시되고 있으며, 역사적 유물이 많은 유럽권 국가의 경우 약 50%에 가까운 투자비율 보임 - 국내 구조물이 양적으로 증대되 고 있으며 공용년수도 꾸준히 증 가하는 추세 - 국내 시설물 유지관리 시장의 규 모 또한 2020년을 기준으로 증가 세가 확대될 것으로 예측 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➎제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 비주얼 서보잉 기반 양립형 구조광 시스템 (ViSP), 다중 모듈, 6 자유도, 변위 측정 Visually Servoed Paired Structured Light System, Multi Module, 6 degree of freedom, Displacement Measurement Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한국과학기술원 부 서 건설 및 환경공학과 성 명 명현 / 이범주 / 이승목 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 3 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 구조물 변위 측정 시스템 및 방법 관련기술 출원 등록 구조물 변위 측정 시스템 및 방법 관련기술 출원 등록 구조물 변위 측정 시스템 및 방법 92

94 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 - 본 발명은 듀얼 레이저 비전 시스템(Dual laser vision system)을 이용하여 장대 구 조물의 정확한 변위를 알아낼 수 있는 구조물 변위 측정 시스템 및 방법을 제공 함 - 본 발명의 구조물 변위 측정 시스템은 제 1측정 모듈과 제 2측정 모듈을 구비하 며, 각각 레이저부, 스크린, 카메라를 구비함. 레이저빔이 스크린에 투영되면 카메 라로 패턴의 좌표값을 획득하여 구조물의 변위를 측정 - 본 발명은 외부에서 관측하는 기준점이 필요하지 않으며 레이저 패턴의 좌표값을 이용하여 정확한 변위를 알아낼 수 있기에 고층 빌딩같은 장대 구조물의 변위를 접촉 센서 없이 용이하게 측정가능 2. 기술의 수준 - 투영된 레이저 빔의 위치 및 기구부의 회전 각도를 바탕으로 두면 사이의 6자유 도 변위 예측 93

95 - 외부 환경의 변화(안개 낀 상황 설정)에도 측정 가능 3. 기술의 필요성 - 통상의 구조물 안전 진단 시스템은 구조물 변위 측정을 위해 경사계, 가속도 센 서, 스트레인 게이지, PZT센서등을 사용 - 현재 변위에 주로 사용되는 방법 중 하나는 직선형 가변 차등 변압기 (Linear V ariable Differential Transformer, LVDT)으로 하부에 안정적인 기준점 (Reference P oint)을 필요로 하는 접촉 형태의 센서를 사용하는 것 - 초대형 구조물의 건설 증가 및 기존 구조물의 노후화 등으로 인해 구조물의 거대 한 크기와 접근의 어려움 때문에 기존 방식의 비효율성이 제기 - 그리하여 비전 또는 레이저 기반의 이동 로봇을 이용하여 구조물의 변위를 측정 할 수 있는 장치 및 방법의 필요성이 더욱 중요시 되는 추세 4. 기술의 차별성 - 본 기술의 경우 GPS 방식과 비교하였을 때, 모듈당 1/10 정도의 가격수준으로 상 대적으로 저렴함 - 또한 구조물 변위 측정 외 6자유도 변위 측정을 요하는 모든 상황 및 공간에서 사 용이 가능함 선박간의 도킹시 두 선박 사이의 6자유도 변위측정, 발전소 터빈의 변위 측정 수직 외벽 이동 로봇과 같은 모바일 로봇 기술에 활용 군사적 목적의 정찰이나 기타 무인 로봇등에 활용 - 외부 환경의 변화에 강인하여 조명의 세기나 안개등에 영향을 받지 않고 측정 가 능 94

96 정보통신 분과 비대면 방식의 고성능 얼굴인식 기술 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 보유 특허 기술들에 기반한 대면이 필 요없는 자유로운 비디오 기반 얼굴인식 시스템 - Color Sparse Representation 방식을 사용함으로써 비대면 환경에서 False A cceptance Rate (FAR) 및 False Rejecti on Rate (FRR) 성능 향상 - 스마트 환경을 위해 사람 사이의 관계 또는 장소 관계를 이용한 협동 얼굴 인 식 시스템 사용 [국내동향] - 지능형 인식 시장에서 얼굴 인식 시장이 비중이 커짐에 따라 대면형 얼굴 인식 출입통제 장치가 상용화 [해외동향] - Facedeals, SNS 연동 시스템이 개발되어 사용자가 자신의 이미지를 사전에 자발적으로 업로드하고 서비스를 받을 수 있는 시스템 도입 - 스마트 기기 및 스마트 서비스 요 구 증가로 산업 전반에 새로운 응용 분야와 시장이 만들어지고 있음 - 고객 인지/응대 시스템이 필요한 학교, 학원, 은행, 병원, 백화점, 기업, 극장 등 다양한 장소에 활 용 가능 - 세계 얼굴인식 시장은 약 4억 달 러 규모로 급성장(연평균 성장률 29.5%)할 것으로 예상 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➎제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 자기장, 위치인식, 위치정보, 네비게이션 Magnetic field, Position Recognition, Position information, Navigation Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한국과학기술원 부 서 전기 및 전자공학부 성 명 노용만 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 8 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 컬러 sparse representation을 이용한 얼굴 인식 방법 상세현황 관련기술 출원 등록 다중 얼굴 정보 융합을 활용한 자동 얼굴인식 장치 및 방법 관련기술 출원 등록 컬러 sparse representation을 이용한 얼굴 인식 방법 관련기술 출원 등록 사람 얼굴의 방향을 감지하여 반응하는 장치 및 방법 관련기술 출원 등록 얼굴 영상 내 다양성에 강인한 희소 표현 기반 얼굴 표정인식 방법 및 장치 95

97 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 얼굴 영상 품질 측정에 기반한 얼굴인식을 통한 자동 출입통제 장치 다중 레벨 얼굴특징을 이용한 프라이버시 보호 얼굴 마스킹 시스템 관련기술 출원 등록 감성 이벤트 추출 시스템 및 감성 스케치 검색 시스템 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 스마트 서비스를 위한 비대면 방식의 고성능 얼굴 인식 시스템 - 비대면 방식을 통한 와일드 환경에서 얼굴 인식이 강함 - 물체가 움직이는 상황이나 비디오상에서도 얼굴 인식이 가능 - 인지된 얼굴 추적과 다중 카메라 얼굴 인식이 가능 - 비대면 환경에서 FAR 및 FRR 성능 향상 2. 기술의 수준 컬러 영상에서 최적의 얼굴 인식 특징 분석 - 최신 신호처리 기법인 Sparsity 분석을 컬러 채널에 도입 - 컬러 채널의 최적화된 특징으로 대중화된 컬러 카메라에 최적화된 고성능 얼굴 인 식 움직임 변화에 강인한 비대면 방식의 실용적 비디오 얼굴 인식 - 비디오에서 움직이는 사람의 얼굴을 고려한 인식 - 변화하는 다중 얼굴을 융합하여 인식함으로써 실용적인 인식 수행 - 입체 얼굴 인식에 활용 가능 96

98 3. 기술의 필요성 현존 기술의 한계점 - 얼굴을 기기에 대면하여 인식을 수행하는 대면방식은 인식할 사람을 통제해야하므 로 사람중심의 스마트 서비스를 제공하는 곳에서는 통제하지 않는 상태에서의 얼 굴 인식을 요구 - 사람이 움직이는 실제 환경에 적용시 인식 성능의 한계 4. 기술의 차별성 광범위한 기술 적용 및 응용 분야 - 사람 중심의 스마트 시스템 및 서비스 시장에 진출 가능 - 스마트 빌딩에서 필요한 스마트 출입 관리, 스마트 보안, 통합관제 시스템 등에 적 용 가능 97

99 정보통신 분과 인프라가 필요 없는 실내 네비게이션 기술 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 기존 네비게이션 기술은 기반 시설 및 실외와 달리 실내공간에서 대중적 - 실내사용자의 위치에 기반한 마 케팅 서비스를 바탕으로 큰 성장 기반 센서를 필요로 하며 사전에 Finger 으로 활용되고 있는 측위 기술 없 률을 보일 것으로 기대됨. 추가적 print 지도를 구비할 것을 요함 고, 다양한 측위 기술들이 개발 인 센서가 필요치 않아 스마트폰 - 본 기술은 어디에서나 측정가능한 자 기장을 이용하여 별도의 기반 시설이 필요하지 않고, 자체 지도 작성 가능 - 안정적인 지역정보로 활용 가능한 자 및 초기 적용 시도 중 [국내동향] - Wi-Fi, Bluethooth, Radio Frequenc y 비컨 등 기반 시설 및 기반 센서 를 이용하는 기술 시도되고 있음 [해외동향] 에 적용이 용이하여 복잡한 실내 공간 안내나 위급 상황 대처 서 비스에 이용 가능 - 향후 실내공간에 대한 풍부한 정 보를 기반으로 기존 실외 내비게 이션에서보다 더 다양한 기능제 공 가능. (예) COEX 등 복합쇼핑 기장 분포 정보와 기타 센서 융합을 통 - Apple의 ibeacon, Google의 Nearby 공간에서 쇼핑몰 운영시간, 회의 해 높은 정확성을 가진 실내 위치인식 등 실내 위치인식 디바이스 출시되 시간 고려한 실시간 동적 경로 가능 고 있음 안내 등 가능 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➎제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 자기장, 위치인식, 위치정보, 네비게이션 Magnetic field, Position Recognition, Position information, Navigation Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한국과학기술원 부 서 건설 및 환경공학과 성 명 명현 / 이범주 / 이승목 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 4 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 특허번호 특허명 실내 환경에서 이동 로봇의 리로케이션 방법 및 장치 실내 자기장을 이용한 이동 로봇의 위치 인식 방법 및 장치 지구자기장과 바이큐빅 보간법을 이용한 이동 로봇의 위치 추정 방법 및 장치 실외 환경에서의 강인한 위치 인식 방법 및 장치 98

100 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 자기장을 이용한 실내 네비게이션 기술의 세부기술 - Bicubic 보간법을 이용한 자기장 위치인식 기술: 사전 정보 없이 이동체가 스스로 주변 자기장을 추정하면서 위치를 파악 - 자기장 재관측을 이용한 위치보정 기술: 이동체가 과거 지나간 경로를 다시 지나가 는 경우 측정된 자기장 분포를 재측정하여 위치 추정성능을 향상 - 자기장 분포를 이용한 Relocation 기술: 사용자가 이동체의 위치를 임의로 옮기거 나 알고리즘 수행을 중단 후 다시 실행하는 경우, 자기장 분포 검색을 통해 이동 체의 위치를 재 설정해주는 기법 2. 기술의 수준 - 안정적인 지역정보로 활용가능한 자기장 분포 정보와 기타 센서 융합을 통해 높은 정확성의 실내 위치 인식 가능 - 본 기술은 기술개발 완료된 상태이며, 기술이전을 통한 사업화 추진 가능함 (TRL 6단계) 3. 기술의 필요성 현존 기술의 불편함 - 비전 센서의 경우 밝기 환경 변화에 따라 성능이 저하됨 99

101 - RF비컨은 Line of Sight 환경이 변할 경우에 성능이 저하되는 경향이 있어 스마트 폰 적용에 있어서 추가적 센서 요함 4. 기술의 차별성 기존 상용품과 차별화된 성능 - 어느 곳에서도 측정 가능한 자기장을 이용하므로 별도의 기반 시설 필요 없음 - 자체적 지도 작성 가능하므로 사전에 Fingerprint지도 구비할 필요 없음 - 강한 자성을 띈 물체가 이동하지 않는 한 환경 변화에 영향을 받지 않음 - 스마트폰에 내장되어 있는 자기장 센서를 이용하여 경제적으로 실시 가능 100

102 정보통신 분과 스트레오 비젼 기반 3D 얼굴 복원 기술 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 [국내동향] - 스테레오 기반의 다시점 영상을 이용 하여 3차원 얼굴 형태 및 질감 데이터 를 생성하고 다시점 3D 얼굴 데이터 정렬 및 정합 과정을 통해 얼굴을 복 원하는 기술 - 의료, 미용 및 방송, 영화, 게임 등 3차 원 얼굴 모델이 필요한 다양한 서비스 에 활용이 가능한 3D 데이터 포맷으 로 출력 - LED 패턴광을 이용하여 복원하는 국내 모르페우스사의 얼굴 복원 기 술 및 상용화, 약 2천만원의 가격대 형성 [해외동향] - DSLR 카메라 4대를 이용한 스테 레오 정합 방식의 영국 Dimensio nal Imaging사의 얼굴 복원 기술 개발 및 상용화, 약 7천만원의 가 격대 형성 - 세계 3D 콘텐츠 시장 규모는 연평균 6 5%의 고성장으로 2013년 770억불 예 상(KOCCA) - 첨단 의료 분야 성형 수술 산업에 3D 가상 성형 시스템 도입. 다수 의 카메라 기반 복원(Vectra) 미국 300만건, 한국 66만건 - 가상진단, 가상 3D 수술, 3D 의료 시뮬레이션 분야 등 활용 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이오 한글 영문 Ⅱ. 기술개발자 정보 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 다시점 영상, 3D, 얼굴, 이미지, 깊이정보 Multi view, 3D, face, image, depth information 기관명 한국전자통신연구원 부 서 CG기반기술연구팀 성 명 황본우 직 급 책임 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 8 건 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 KR 다중 카메라 기반 삼차원 얼굴 복원 장치 및 방법 관련기술 출원 등록 KR 전경/배경 분리 장치 및 방법 상세현황 관련기술 출원 등록 KR 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 KR KR 다시점 영상에서 코드북 기반의 전경 및 배경 분리 장치 및 방법 변이 맵 보정 장치 및 방법 스테레오 영상 정합 장치 및 그 방법 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 KR KR KR 얼굴 데이터 관리 시스템 및 그 방법 국부 다해상도 3차원 얼굴 고유 모델 생성 장치, 방법 및 얼굴 피부 관리 시스템 3D 아바타 출력 장치 및 방법 101

103 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 다시점 카메라를 사용하여 생성된 깊이 정보를 기반으로 3D 얼굴의 외형을 자동 으로 복원하고 복원된 다시점 3D 얼굴 데이터를 정렬 및 정합 과정을 통해 의료, 미용 및 방송, 영화, 게임 등 3차원 얼굴 모델이 필요한 다양한 서비스에 활용이 가능한 3D 데이터 포맷으로 출력할 수 있는 기술 < 기술 구성도> 시스템구성 다시점영상촬영 깊이정보생성 3D 얼굴 외형 복원 3D 얼굴 전이 기존의 고가의 센서를 이용해 얻은 3D 외형 정보에 근접하는 수준의 3D 얼굴 외 형 복원 정밀도를 저렴한 카메라 센서 모듈을 이용한 영상처리 방식으로 대체함으 로써 제품의 가격 경쟁력을 강화 기존의 능동 센싱 방식의 3D 스캐닝 솔루션들에 비해, 간편하고, 저가의 비용으로 다양한 얼굴 형태에 대한 복원이 가능한 차별화된 기술을 제시 방송, 영화, 게임 및 의료, 미용 등 3차원 얼굴 모델이 필요한 다양한 서비스에 활 용이 가능한 3D 데이터 포맷으로 출력 기술의 적용 치과에서의 치아 교정 치료 전후 비교용 의료 기기 성형외과에서 성형 전후 비교용 의료 기기 얼굴 피부 분석 기기와 결합한 형태의 3D 얼굴 피부 분석 시스템 3D 얼굴 복원 기술을 이용한 실사 CG 캐릭터 기반 게임 개인 또는 배우, 가수, 스포츠 선수 등에 대한 자동화된 실사 피규어 제작을 위 한 3D 프린팅 서비스 실사기반의 3D 캐릭터를 이용한 3D 가상 스튜디오 및 가상 캐스터 제작 2. 기술의 사양 카메라 영상 획득 기술 3D 얼굴 복원을 위한 캘리브레이션 기술 102

104 얼굴 영역 및 배경 분리 기술 시점별 3D 얼굴 복원 기술 3D 얼굴 정합 및 합성 기술 3D 다시점 질감 색조 일치 기술 3. 기술의 필요성 최근 피부 분석 시스템, 가상 화장 시스템, 게임용 개인 아바타, 디지털 배우 생성 등을 목적으로 고품질 3D 얼굴 데이터에 대한 수요가 급증 기존의 방식은, 측정된 3D 외형의 정밀도는 높으나 고가의 장비 비용과 최소한 수 초 이상의 스캐닝 시간이 필요하여 얼굴 표정의 변화나 움직임에 따라 결과물 이 영향을 받는다는 단점이 존재 4. 기술의 차별성 영국 Dimensional Imaging사의 얼굴 복원 기술 대비 차별성 웹캠을 이용한 다시점 스테레오 정합 방식으로 빠른 복원 가능 단일 샷 촬영 및 다시점 복원 데이터에 대한 자동 정합 가능 설치 및 이동이 용이 기본 H/W 가격이 경쟁기술 대비 약 1/7 수준으로 가격 경쟁력 우수 국내 모르페우스사의 얼굴 복원 기술(모르페우스3D Scanner) 대비 차별성 일반 가시광선 카메라를 사용하여 촬영하므로 고휘도의 패턴광조사에 의한 촬영 자의 시각적 불편함이 없음 단일 샷 촬영 및 다시점 복원 데이터에 대한 자동 정합 가능 기본 H/W 가격이 경쟁기술 대비 약 1/2 수준으로 가격 경쟁력우수 103

105 정보통신 분과 4K/3D 디지털시네마 기술 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - DCI규격을 지원하는 디지털시네마 콘 텐츠를 생성하기 위한 JPEG 2000 인 코더/디코더, 마스터링, 상영 기술 - 일반적인 HW 상에서 초고속 인코딩을 통해 4K/3D급 디지털 콘텐츠를 빠른 시간에 생성 및 실시간 디코딩(Left/Ri ght 각각 24FPS)을 통해 4K/3D 급 디 지털 콘텐츠 재생 - 디지털시네마 마스링 단계에서 디지털 시네마 콘텐츠인 4K/3D 및 4KHFR(48f ps)급 DCP 및 KDM 생성 기술 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이오 한글 영문 Ⅱ. 기술개발자 정보 [기술개발동향] - 디지털시네마 시장 주도권 확보 및 자국의 고유문화 생태계 조성 을 위해 디지털시네마를 산업적, 문화적으로 중요한 것으로 인식 하여 국가별 대규모의 전략적 R& D 연구 및 육성사업 추진 [표준화동향] - DCI (Digital Cinema Initiatives): DCI는 Disney, Fox, Sony Picture s, Universal Studios등 7개 주요 스튜디오에 의해 만들어진 단체 - DCI가 사실상 디지털시네마 표준 을 주도하고 있으며 전 세계적인 산업영향력 확대를 위해 국제 표 준화 진행 - 전 세계 디지털시네마 서버 장비 시장 은 2010년 19조원 규모로 국산장비 시장은 2조 8천억원 시장을 형성 - 디지털시네마 서비스에 적용하면 기술 적, 산업적 해외 종속성 감소는 물론 저가의 시스템 구축이 가능하여, 국내 소규모 독립영화관을 대상으로 한 DC P/KDM 배급 및 한국형 디지털시네마 시장 창출 가능 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 JPEG 2000 인코더/디코더 마스터링 시네마 컨텐츠 JPEG 2000, encode/decoder mastering cinema contents 기관명 한국전자통신연구원 부 서 모바일콘텐츠연구실 성 명 정연정 직 급 책임 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 3 건 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 KR KR 그래픽 프로세스 유닛 기반 JPEG2000 인코딩/디코딩 장치 및 방법 이기종 장치 간의 데이터 전송시 색변환을 위한 데이터 구조 및 방법 관련기술 출원 등록 KR 디지털시네마 컨텐츠 생성 및 재생 방법 및 이를 이용한 디지털시네마컨텐츠 생성 및 재생 장치 104

106 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 DCI규격을 지원하는 디지털시네마 콘텐츠를 생성하기 위한 JPEG 2000 인코더/디 코더, 마스터링, 상영 기술 일반적인 HW 상에서 초고속 인코딩을 통해 4K/3D급 디지털 콘텐츠를 빠른 시간 에 생성 및 실시간 디코딩(Left/Right 각각 24FPS)을 통해 4K/3D급 디지털 콘텐츠 재생 디지털시네마 마스링 단계에서 디지털시네마 콘텐츠인 4K/3D 및 4K HFR(48fps)급 DCP 및 KDM 생성 기술 < 기술 구성도> 저가의 시스템 구축 가능: 소프트웨어 기반 기술로서 상대적으로 저렴한 하드웨어 에서 DCI 규격을 준수하여 4K/3D급 및 4K HFR(48fps)급 디지털시네마 마스터링 가 능 디지털시네마 콘텐츠의 안전한 배급을 하기 위한 KDM 및 DCP 관리 가능 디지털시네마 마스터링의 경우 영화 후반 작업 통합 및 디지털시네마 비즈니스 모델에 적합한 형태로 변경에 대한 요구사항이 있으나 외산의 경우 하드웨어기반 의 솔루션 형태로 공급되어 각 영화 작업 단계가 단절되어 있는 상태로 본 기술 은 SW 소스레벨로 기술이전이 이루어져 디지털시네마 작업에 대한 통합 개발이 용이 2. 기술의 사양 DCI 규격 JPEG2000 Digital Cinema 프로파일 지원 105

107 DCI 규격 4K/3D 고속 인코딩 및 디코딩 평균 24fps 이상 인코딩 속도, Left/Right 각각 24fps 실시간 디코딩 속도 NVIDIA GPU 및 Windows XP 64bit Edition 사용 DCI 규격 DCP 및KDM 기술 디지털시네마 콘텐츠 배포를 위한 암호화된 4K/3D DCP 생성 가능 DCI 규격의 4K HFR(48fps) DCP 생성 지원 디지털시네마 저작권 보호를 위해 암호화된 4K/3D DCP 구조에 따라 KDM 발급 가능 Issuer 및 Recipient 관리를 통해 KDM 발급 가능 3. 기술의 필요성 DCI 규격을 준수하는 JPEG 2000 인코더/디코더, DCP(Digital Cinema Package), K DM(Key Delivery Message)은 디지털 시네마에 있어 핵심 기술임 영화산업구조가 디지털시네마로 전환되면서, QuVis, Doremi, GDC, Christie, Barco 등의 고가 외산 장비 및 솔루션을 도입함에 따라 기술적, 산업적 해외 종속성이 매우 심각한 상황임 현재 전량 수입에 의존하고 있는 디지털시네마 마스터링 장비와 상영 장비를 국 산화하여 보급 및 수입 대체가 필요하며, 전세계 디지털시네마 장비 시장에 진출 을 위한 기반 기술 필요 4. 기술의 차별성 SW기반으로 영화 후반 작업 통합 가능 저가의 시스템 구축 가능: 소프트웨어 기반 기술로서 상대적으로 저렴한 하드웨어 에서 고속으로 4K/3D급 디지털 시네마 마스터링 및 상영 가능 106

108 정보통신 분과 웨어러블 제스처 기술 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 생체신호 기반의 손가락 움직임 인식 기술 - 손가락의 움직임을 인식하기 위해 손 목 부근의 손가락 힘줄(Finger Flexor Tendons) 변화를 광센서로 센싱하여 제스처로 인식 - 손가락 움직임을 직접 제스처로 사용 하거나 모션센서 기반의 사용자 움직 임 인식을 위한 제스처 세그멘테이션 으로 사용 [국내동향] - LG는 스마트폰을 이용한 가전 제 품의 원격 제어를 지원하는 스마 트 홈 서비스를 보유하여 제품 연 계 가능 [해외동향] - 캐나다의 Thamic Labs는 팔목에 착용하는 암밴드 형태의 제스처 컨트롤 웨어러블 장치를 통해 게 임, 기기 제어 등과 같은 다양한 서비스 분야에 활용 가능함을 선 보임 - Microsoft사의 키넥트 SDK를 공 개함에 따라 게임 이외에도 장애 인 보조장비나 인터랙티브 미디 어와 같은 다양한 분야로 응용 범위를 확대하고 있음 - 세계 웨어러블 디바이스 시장 규모는 14년 33억불에서 17년 50억불을 넘어 설 것으로 전망 (마인드 커머스 퍼블 리싱) - 손목 착용형 제품에 웨어러블 제 스처 기술 활용 가능 - IoT 서비스와 연계하여 touchless 제어 장치로 활용 - 보안 장치로 응용하여 다양한 응 용 서비스로 활용 범위 확대 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 손가락, 동작, 광센서, 검출, 생체신호, 적외선 finger, motion, optical sensor, sensing, body signal, infrared light Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한국전자통신연구원 부 서 웨어러블 컴퓨팅 연구실 성 명 김가규 직 급 책임 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 2 건 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 KR 차원 공간에서의 정보 입력 장치 및 방법 관련기술 출원 등록 KR 착용형 컴퓨터 시스템 및 그 시스템에서의 정보/서비스전달 및 제어 방법 107

109 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 생체신호 기반의 손가락 움직임 인식 기술 손가락의 움직임을 인식하기 위해 손목 부근의 손가락 힘줄(Finger Flexor Tendon s) 변화를 광센서로 센싱하여 제스처로 인식 손가락 움직임을 직접 제스처로 사용하거나 모션센서 기반의 사용자 움직임 인식 을 위한 제스처 세그멘테이션으로 사용 < 기술 구성도> 손가락 움직임 검출 기술 및 센서 모바일/웨어러블 환경에서 발생할 수 있는 사용자 움직임 노이즈에 안정적인 손 가락 움직임 검출 기술 손가락 움직임에 따른 의미있는 생체신호 획득을 위한 적외선 발광부 및 수광부 손가락 움직임 인식 경량 엔진(Press, Release, Click) 저전력 구조의 손목 착용형 장치 2. 기술의 사양 SW 인식 종류: 주먹 쥔 상태, 편 상태 인식률: 97% 이상 108

110 PWM, ADC, UART, IMU, Blutooth 제어 초경량: 인식 엔진 소스코드 1000라인 미만 HW IR Optic sensor & IR emitter array 9-axis IMU Sensor MSP430 F54xx (12MHz) Bluetooth module Battery (480mAh 4시간 동작) LED(Feedback) 센싱범위: 1cmX3cm 3. 기술의 필요성 웨어러블 환경에 적합한 사용자 인터페이스 장치 기존 모션 인식 장치는 키넥트 센서와 같이 주로 카메라를 기반으로 사람의 움 직임을 인식하기 때문에 카메라 위치에 따라 인식 범위가 제한됨 이동 중이나 다른 활동 중에도 사용 가능한 웨어러블 제스처 인터페이스 장치 손목 착용 시 착탈의 편의성 제공 쉽게 구부러지고 펴지는 특성이 있어 기존 손목 착용형 장치에 비해 착탈이 편 리 외부 환경 변화에 강인하고 인식률이 높음 사용자의 착용 습관이나 개인차에 따른 인식률 저하를 최소화 4. 기술의 차별성 Thalmic Labs사의 MYO 대비 차별성 MYO는 사용자 팔 근육의 움직임을 인식하여 입력 장치로 활용하며 EMG(근전 도)와 센서를 이용하여 근육의 움직임과 팔의 동작을 읽어내는 방식 경쟁기술에 비해 착탈이 편리하고 스마트워치나 스마트밴드와 같은 제품에 바로 적용이 가능 109

111 정보통신 분과 고품질 보급용 3D 스캐너 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 실내외 사용 가능한 깊이 카메라를 사 용하여, 3D 영상 생성 속도와 품질이 개선된 3D 스캐너 - 실외사용이 불가능한 일반 깊이 카메 라에 파장가능한 결정체를 이용하여 일반 CMOS 센서로 촬영할 수 있는 대역으로 파장 변경 - 특정시점에 촬영된 영상의 밝기 정보 를 활용하여 평면 메쉬를 생성하고 동 시에 추출된 기준점을 활용하여 매쉬 에 정점에 대한 영상 깊이 정보를 대 응시켜 조밀한 3차원 깊이 정보 취득 [국내동향] - 최근 스마트폰의 발달과 함께 MS, 퀄컴, 옥시피털, Creaform, 펠리칸 이미징 등 기업 주도의 3D 스캐너 개발 활발, 제품 상용화 중 [해외동향] - 시제품 개발 비용 목적으로 USD 0.4M부터 USD 20M 범위에서 투 자유치가 이뤄졌으며, 구글, 퀄컴, 노키아 등 글로벌 IT 기업의 투자 활동 활발 - 3D 카메라 시장 규모는 2014년부터 2 020년 사이 연평균 39.4%씩 성장하여 2020년에는 USD 7.6 B 규모 예상 - 3D 이미징 시장규모는 2013년 U SD 3.01 B에서 연평균 26.7%씩 증가하여 2018년에는 9.82B으로 성장 예상 - Animation, Game 등 엔터테인먼 트 분야가 가장 빠른 2015년 대 규모 상용화될 것으로 예상되며, 헬스케어, 산업분야 및 보안 분야 순으로 상용화 예상 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 3D 스캐너, 깊이카메라, 3D 재구성, 3D 모델링, 텍스처링 3D scanner, Time-of-Flight(ToF) camera, 3D reconstruction, 3D modeling, texturing Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한국과학기술연구원 부 서 영상미디어연구단 성 명 임화섭 직 급 책임 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 6 건 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 KR 적외선을 이용한 깊이 정보 추출 장치 및 방법 상세현황 관련기술 출원 등록 KR 대상 물체의 3차원 메쉬 모델의 텍스쳐 생성 장치 및 방법 관련기술 출원 등록 KR 임의로 입력된 객체의 자동 애니메이션 방법 및 장치 관련기술 출원 등록 KR D 모델의 텍스쳐 생성 방법 및 장치 관련기술 출원 등록 KR 관련기술 출원 등록 KR 영상을 활용하여 깊이 정보를 획득하는 영상처리장치 및 영상 처리방법 손모양 깊이 영상 데이터베이스 구축 방법, 손모양 인식 방법 및 손모양 인식 장치 110

112 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 실내외에서 사용가능한 깊이 카메라를 사용하고, 3D 영상 생성 속도와 품질이 개 선된 3D 스캐너 < 기술 개념도> 본 기술은 크게 3가지의 세부기술로 나눌 수 있음 깊이 카메라 기술 ; 태양광이 존재하는 실외환경에서 사용 불가능한 일반 깊이 카메라에 파장변경 이 가능한 결정체를 이용하여 실외용 깊이 카메라 성능 구현 3D 모델링 기술 ; 3차원 복원에 필수적인 정보를 가진 메쉬로 단순화하여 데이터 연산량 감소 및 처리속도 단축 텍스처링 기술 ; 단위 폴리곤 2차원 지도 및 키프레임을 이용하여 상대적으로 짧은 시간에 번 짐이 적은 화질 텍스처 생성 ; 별도의 컬러 정보 획득 카메라 이용 고화질의 3D 컬러모델 생성 111

113 2. 기술의 구성 깊이카메라는 적외선 조사부, 파장 변환부, 깊이 정보 추출부, 파장 변환 결정체로 구성 3D 모델링 장치는 메쉬 생성부, 메쉬 단순화부, 기준점 생성부, 기준점 매칭부, 깊 이정보 추출부, 깊이정보 조정부, 표시부 등으로 구성 텍스처 생성 장치는 참조 UV 지도 생성부, 컬러 UV 지도 생성부, 참조 UV 지도 텍스처 매핑부 및 3차원 텍스쳐 생성부로 구성 3. 기술의 필요성 3D 이미징 분야는 Animation, Game 등 엔터테인먼트 분야가 가장 빠른 2015년 대규모 상용화될 것으로 예상되며, 헬스케어, 산업분야 및 보안 분야 순으로 상용 화 예상 4. 기술의 차별성 지상에 도달하는 태양광에 존재하지 않는 대역(1350~1400nm)의 적외선을 조사하 고, 물체 등에 반사하여 입력된 적외선 파장을 결정체 이용하여 일반 CMOS 센서 로 촬영할 수 있는 대역으로 파장변경 특정 시점에 촬영된 영상의 밝기 정보를 활용하여 평면 메쉬를 생성하고, 동시에 추출된 기준점 활용하여 매쉬의 각 정점에 대해 영상 깊이 정보를 대응시켜 영상 전체의 조밀한 3차원 깊이 정보 취득 상대적으로 짧은 시간에 번짐이 적은 화질 텍스처 생성 112

114 정보통신 분과 대면적 멀티터치 스크린 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 발광부 및 수광부로 구성되는 광송수 신 모듈을 이용하여 다점 (30 point 이상) 및 다면 인식이 가능한 적외선 방식의 멀티터치 시스템 - 송수신 모듈을 이용하여 양측 수광부 에서 터치포인트가 존재하지 않는다고 판단되는 픽셀제거 후 유효픽셀로 위 치 판단 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이오 한글 영문 Ⅱ. 기술개발자 정보 [국내동향] - 하드웨어의 경우 기업 중심의 R&D 구조로 디스플레이 분야는 한국의 삼성 및 LG의 연구개발 및 제품 점 유율이 높음 [해외동향] - SW 분야의 경우 BroadSign(캐), S cala(미), Stratacache(미), Real Di gital Media(미) 등 연구개발이 활 발하며 북미지역 기업의 시장 점 유율이 높음 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 터치패널, 다점, 다면 인식, 적외선, 멀티터치 touch pannel, multi-point multi-faces, infrared light, multi-touch - 디지털 사이니지, 테이블탑 컴퓨터, 멀 티터치 미디어보드 및 전자칠판 등 대 형 디스플레이 분야 적용 가능 - 디지털 사이니지 시장은 2014년 기준 USD 1,531.6M에서 연평균 13.2%씩 성정하여 2020년에는 U SD 3,226.8M으로 성장 예상 - 디스플레이 업계의 새로운 성장 동력으로 주목받는 디지털 사이 니지 시장이 오는 2020년 최대 3 2조원과 12만명에 이르는 생산과 일자리를 유발할 것으로 예상 기관명 한국과학기술연구원 부 서 로봇연구단 성 명 박지형 직 급 책임 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 8 건 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 KR 광 인식 사용자 입력 장치 및 사용자 입력 인식방법 관련기술 출원 등록 KR 적외선을 이용한 터치인식장치 상세현황 관련기술 출원 등록 KR 광신호를 이용한 터치인식장치 및 터치인식방법 관련기술 출원 등록 KR 터치인식장치 및 터치 인식장치의 구동 방법 관련기술 출원 등록 KR 광신호를 이용한 터치인식장치 및 터치 인식장치의 구동 방법 관련기술 출원 등록 KR 광신호를 이용한 터치인식장치 및 터치인식방법 관련기술 출원 등록 KR 광신호를 이용한 터치인식장치 및 터치인식방법 관련기술 출원 등록 KR 광 인식 사용자 입력 장치 및 사용자 입력 인식방법 113

115 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 발광부 및 수광부로 구성되어 광송수신 모듈을 활용하는 다점 및 다면 인식이 가 능한 적외선 방식의 멀티터치 시스템 송수신 모듈을 이용하여 양측 수광부에서 터치포인트가 존재하지 않는다고 판단 되는 픽셀제거(전처리)후 유효 픽셀로 위치 판단 <양방향 방사 및 패턴 어레이 방식> <광송수신 모듈> 2. 기술의 사양 방식별 사양비교 방식 정밀도 반응 속도 멀티터 치 멀티터치 기능 포인트 개수 사이즈 LCD 디스플레이 사용 비고 저항막 매우 정밀 매우 빠름 가능 2개 12 가능 경제성 디스플레이 선명도 저하 초음파 보통 매우 빠름 불가능 1개 무제한 가능 디스플레이 표면에 유리판 설치 정전용량 매우 정밀 빠름 가능 10개 이상 24 가능 디스플레이 선명도 저하 모바일 제품 최적화 포토센서 보통 빠름 불가능 1개 무제한 가능 간편한 설치 FTIR 매우 정밀 빠름 가능 무제한 무제한 가능 설치 후 큰 부피를 차지함 적외선 보통 빠름 가능 2개 무제한 가능 필름/유리판 설치 불필요 경제성 KIST 보통 빠름 가능 10개 이상 무제한 가능 내구성 설치 용이 3. 기술의 필요성 디스플레이의 대면적화를 위한 글로벌 디스플레이 제조 업체들이 경쟁이 가속화 되면서 디지털 사이니지, 테이블탑 컴퓨터, 멀티터치 미디어보드 및 전자칠판 등 114

116 관련 기술 개발도 함께 발전 기존의 디스플레이 시장에 상품 판매, 광고, 정보제공 및 오락 등의 서비스 기반 의 비즈니스 모델 결합 증가로 수요 증가 예상 4. 기술의 차별성 경쟁기술 중 정전용량 방식 대비 정밀도 및 반응속도는 낮으나, 사이즈 무제한의 대화면에서 10개 이상 멀티터치 인식 가능 (디지털 사이니지 및 칠판 최적화) 대면적 디스플레이에서 방사형으로 발광시 수광 효율을 제고하기 위해 발광부를 FET 소자로 구성하여, 발광 각도를 넓히면서 발열 없이 고출력의 적외선 발생 가 능 종래기술의 경우 발광 각도에 따라 빛의 강도가 다르므로, 수광부의 수신 감도가 각도에 따라 불안정하며 열이 많이 발생하는 적외선 다이오드는 사출물인 렌즈 가 녹는 문제 발생하며, 출력의 제한으로 터치스크린 크기 제한 < 종래 기술 > < KIST 기술 > Tiled Display 시 화면 사이 간극 발생이 거의 없음 (Seamless Tiled Display) 일반적인 LCD 디스플레이 화면 위에 Add-on 방식으로 설치 가능하므로 기존 일 체형 제품의 중량 문제 해결 PDP, LCD, OLED 디스플레이뿐만 아니라 프로젝션 스크린 위에서도 멀티 터치 가 능 (디스플레이 독립성) 115

117 정보통신 분과 손 동작을 이용한 전자기기제어 장치 (비접촉신 3차원 양손인식) Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 비접촉 양손 인식기술을 활용하여 기존 마우스나 키보드 같은 컨트롤 도구를 사용하지 않는 3D 조형물 제작 기술 - 기존 마이크로소프트, 인텔 제품 대비 연산량이 작아 별도 그래픽 처리장치 없이 구현 가능, 1cm 오차로 인식 및 실시간 처리 가능 - 깊이 카메라 종류에 상관없이 모든 깊 이 카메라 활용 가능 [국내동향] - 국내의 경우 대학 및 연구소의 랩 연구 규모로 상대적으로 작은 중소 기업과 함께 R&D를 진행하고 있음 [해외동향] - 마이크로소프트, 인텔 등 글로벌 기업의 기술개발이 진행되고 있 으며 특히 마이크로소프트의 경 우 기계학습 방식의 대규모 데이 터 수집, 학습, 예측 업무처리를 위한 그래픽 처리장치 필요 - 게임, 영화, TV 등 컨텐츠 제작에 적용 가능하며, 자동차 동작제어, Virtual Mo use 등 입력제품 적용 가능 - 전세계 HMI SW 시장규모는 201 0년 USD 545.9M에서 연평균 8. 1%씩 성장 2018년 USD 965.5M 으로 성장 예상 - 프로스트&설리반에 의하면 HMI 기술이 전 세계 경제에 미칠 파급 효과는 5조 2,000억 6조 7,000억 달러에 이를 것으로 전망 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 한글 비접촉, 제스처 인식, 양손 인식, 3차원 트래킹 핵심키워드 영문 non-contact, gesture, both hands, recognition, 3D tracking Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한국과학기술연구원 부 서 영상미디어연구단 성 명 임화섭 직 급 책임 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 6 건 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 KR 손모양 깊이영상 데이터베이스 구축방법, 손모양 인식방법 및 손모양 인식 장치 관련기술 출원 등록 KR 적외선을 이용한 깊이 정보 추출 장치 및 방법 상세현황 관련기술 출원 등록 KR 대상 물체의 3차원 메쉬 모델의 텍스쳐 생성 장치 및 방법 관련기술 출원 등록 KR 임의로 입력된 객체의 자동 애니메이션 방법 및 장치 관련기술 출원 등록 KR D 모델의 텍스쳐 생성 방법 및 장치 관련기술 출원 등록 KR 영상을 활용하여 깊이 정보를 획득하는 영상처리장치 및 영상처리방법 116

118 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 비접촉 양손 인식기술을 활용하여 기존 마우스나 키보드 같은 컨트롤 도구를 사 용하지 않는 3D 조형물 제작 기술 깊이카메라로 사용자 손 모양을 3차원으로 촬영하고 3D 손가락 모델 라이브러리 를 활용하여 가장 높은 모델을 탐색하고 제작하는 기술 <제스처 인식기술 <실시간 3차원 트래킹 기술> <3D 모델링 및 텍스처링 기술> <3D 조형 창작 기술> 2. 기술의 사양 데이터베이스에 저장된 깊이 영상들은 복수 개의 그룹으로 분류되어 트리(tree) 구 조로 되어 있기 때문에, 깊이 영상 검출 시에 전체 데이터를 검색할 필요 없이 트 117

119 리 구조에 따라 일부 데이터만 검색하면 되므로 손모양 인식 속도 향상 가능 데이터베이스에 저장된 깊이 영상들과 손관절 각도에 대한 정보를 이용하여 더욱 정확한 손모양 깊이 영상을 제공 3. 기술의 필요성 최근에는 터치 인식보다 동작인식이 실감영상 분야의 발전과 함께 관련 전자기기 의 개발로 이어지고 있으며 동작인식 기술의 경우 인지 정확도와 속도가 중요함 동작인식 중 손모양 등 인간 신체의 특정한 부위를 인식하는 기술이 HCI의 한 분 야로 각광받고 있음 종래의 장갑장치를 이용한 손모양 인식기술은 사용자가 바뀔 때마다 장치 초기화 (calibration)가 요구되므로 불편한 점이 있었으며, 이를 개선하기 위해 장갑 장치 를 착용하지 않는 컬러영상을 이용한 인식 방법과 깊이 영상을 이용한 방법이 이 용되고 있음 컬러영상의 경우 자세한 손모양을 인식하기 어렵고 깊이영상의 경우 복수개 영상 촬영후 차이 추적을 통해 손모양을 나타내는데 영상간 추적시 에러 누적에 의한 위치 추적 오류가 발생할 수 있음 4. 기술의 차별성 기존 마이크로소프트, 인텔 제품 대비 연산량이 작아 별도 그래픽 처리장치 없이 구현 가능, 1cm 오차로 인식 및 실시간 처리 가능 마이크로소프트 제품의 경우 기계학습 방식(Microsoft Azure Machine Learning) 으로 대규모 데이터 수집, 학습 및 예측 업무 처리로 인해 그래픽 처리장치 요구 관절 인식 시 마이크로소프트 社 의 경우 16개 관절의 정보를 이용하는 반면, KIST 기술의 경우 6개의 큰 관절 인식 후 손관절 각도의 임계치 등을 한정하여 탐색 량 낮춤 깊이 카메라 종류에 상관없이 모든 깊이 카메라 활용 가능 경쟁사 립 모션(Leap Motion)의 제품은 PC용 모션 컨트롤러(동장인식장치)라는 독자 센서 사용하고 있고, 손바닥이 보이는 경우에만 인식이 가능한 기술적 한계 가 있음 손가락 인식 중단 시 재인식하려면 사용자 설정 필요 없이 사용 가능 인텔(Intel) 社 Perceptual computing의 경우 사용자 얼굴인식을 동시에 하며(사용 자 의존성), 손가락 인식 중단 시 재설정 필요 118

120 정보통신 분과 손 동작을 이용한 전자기기제어 장치 (링웨어러블 디바이스) Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 사용자의 손가락에 착용되거나 사용자 의 손에 파지된 송신기에 의해 사용자 의 모션 정보를 무선 전송하여 전자기 기를 제어하는 기술 - 복수의 전자기기중 조작을 원하는 전 자기기를 선택적으로 지정하고 지정된 전자기기를 원격제어할 수 있음 - 손가락으로 가리키는 모션만으로 제어 를 원하는 전자기기 지정 - 수신기의 표시장치로 입력한 명령이 즉시 표시 [국내동향] - 국내 맥스링에서 NFC 기반 근거리 통신용 스마트 반지 디바이스 개발, 제품화 [해외동향] - 일본 Logbar 社 의 Ring ZERO는 미리 지정된 제스처에 따른 동작 에 따라 전자기기를 제어하거나 문자 입력하는 링 타입의 웨어러 블 개발 - 게임, 영화, TV 등 컨텐츠 제작에 적용 가능하며, 자동차 동작제어, Virtual Mo use 등 입력제품 적용 가능 - 웨어러블 산업의 규모는 2014년 기준 USD 8.58B에서 연평균 44. 1% 씩 성장하여 2018년에는 US D 37.03B으로 성장 예상 - 맥킨지에 의하면 웨어러블 디바 이스의 2025년 경제적 파급력을 약 3조달러로 예상, 클라우드 파 급력보다 높은 수치 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 한글 손가락, 제스처, 모션, 감지, 무선 전송, 원격 제어 핵심키워드 영문 finger, gesture, motion, sensing, wireless, remote control Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한국과학기술연구원 부 서 로봇연구단 성 명 박지형 직 급 책임 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 3 건 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 KR 손 동작을 이용한 전자기기 제어 장치 및 방법 관련기술 출원 등록 KR 전자기기 제어장치 및 이를 사용한 전자기기 제어방법 관련기술 출원 등록 KR 손 동작을 이용한 전자기기 제어장치 및 방법 119

121 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 사용자의 손가락에 착용되거나 사용자의 손에 파지된 송신기에 의해 사용자의 모 션 정보를 무선 전송하여 전자기기를 제어하는 기술 복수의 전자기기중 조작을 원하는 전자기기를 선택적으로 지정하고 지정된 전자 기기를 원격제어할 수 있음 손가락으로 가리키는 모션만으로 제어를 원하는 전자기기 지정 수신기의 표시장치로 입력한 명령이 즉시 표시되어 확인 가능 <손가락 착용형 디바이스 구성도> <기기 제어를 위한 손동작> 2. 기술의 사양 적외선 통신이 가능한 송신기 손가락 삽입후, 운동감지부, 버튼입력부, 신호처리부, 무선송신부, 전원공급장치, 온/오프 버튼으로 구성 수신기 무선수신부, 운동분석부, 신호처리기, 운동저장부, 전원공급장치, 입출력 결과 출 력기로 구성 통신 적외선, 블루투스, 지그비 등 근거리 무선통신 모듈 120

122 3. 기술의 필요성 다양한 전자기기의 발전과 함께 전용 리모컨이 제품과 함께 제공되고 있으나 각 각의 전자기기 전용 리모콘을 사용해야하는 불편함이 있음 최근 전자기기를 통합하여 조정할 수 있는 통합 리모컨이 개발되었으나 크기가 크고 제어를 위한 전자기기에 따라 복잡하게 구성됨 이미 설정된 전자기기에만 적용이 가능하므로 새로운 전자기기에 적용될 수 없으 며 그 크기와 복잡한 구성으로 사용상 불편하다는 문제점이 있음 4. 기술의 차별성 사용자가 별도의 휴대 기기 없이 사용자의 손가락에 착용하거나, 손에 파지 가능 한 소형 송신기를 이용하여 원거리에 있는 다수의 전자 기기를 선택하고 이에 대 한 기능을 무선으로 제어할 수 있음 사용자는 원거리에 있는 전자 기기를 간단한 손동작을 통해 직관적이고도 용이하 게 제어할 수 있으며, 복잡한 조작 방법을 습득할 필요가 없음 저비용의 수신기를 각종 전자 기기와 연결하는 방식으로 전자기기의 개수와 종류 를 막론하고 제어하므로, 사용자가 원거리의 다수의 전자 기기와의 상호작용을 효 율적이고 편리하게 할 수 있음 가속도 센서를 이용하여 사용자의 움직임을 인식한다는 점에서 실내, 실외, 낮, 밤 을 비롯한 주변 환경 변화의 영향을 받지 않고 안정적으로 작동함 다수의 사용자가 서로 다른 주파수를 사용하는 송신기를 사용해 다수가 복수의 전자기기를 제어하는 것이 가능 121

123 정보통신 분과 청각 장애인 및 노인성 난청인용 웨어러블 디바이스 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 청각 장애인이나 난청인 주변의 음향 정보를 수집 및 증폭한 후 상황분석을 통해 촉각 또는 시각 정보로 변환하여 위급하거나 필요한 상황을 안내해주는 웨어러블 디바이스 - 저전력 운용 가능한 블루투스 무선 통 신 모듈 개발을 통해 저전력 운용이 가능한 블루투스 헤드셋(RF 모듈 이용 가능) [국내동향] - 삼성전자, LG전자 등 글로벌 플레이 어들의 스마트와치 개발 및 제품 출시 [해외동향] - 구글 등의 스마트와치는 2018년까 지 약 9천만대, 스마트 글래스는 2 017년까지 약 2천만대의 시장형성 하는 등 의료/건강 보조용부터 네 트워크 접속이 가능한 다양한 가격 대의 제품군을 형성 - 범용적인 웨어러블 디바이스와 독 립적인 청각 장애인 및 노인성 난 청인용 디바이스 활용 - 웨어러블 산업의 규모는 2014년 기준 USD 8.58B에서 연평균 44. 1% 씩 성장하여 2018년에는 US D 37.03B으로 성장 예상 - 맥킨지에 의하면 웨어러블 디바 이스의 2025년 경제적 파급력을 약 3조달러로 예상, 클라우드 파 급력보다 높은 수치 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 난청, 위급, 음향, 인식, 블루투스, 웨어러블, 스마트시계 deafness, emergency, sound, recognize, bluetooth, wearable, smartwatch Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한국과학기술연구원 부 서 바이오닉스 연구단 성 명 김래현 직 급 책임 Ⅲ. 특허정보 특허현황 상세현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원일자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 KR 청각 장애인용 착용형 단말 장치 122

124 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 청각 장애인이나 난청인 주변의 음향 정보를 수집 및 증폭한 후 상황분석을 통해 촉각 또는 시각 정보로 변환하여 위급하거나 필요한 상황을 안내해주는 웨어러블 디바이스 저전력 운용 가능한 블루투스 무선 통신 모듈 개발을 통해 저전력 블루투스 헤드 셋 개발(RF 모듈 이용 가능) <KIST 개발 SmartWatch 시제품> <제품 구조> <KIST 개발 블루투스 헤드셋 구성> <블루투스 무선 통신 모듈> 2. 기술의 구성 소리를 수신하는 입력 장치, 증폭 어댑터, 디지털신호 변환기, 진동패턴 출력장치, 출력 제어 유닛으로 구성되는 청각장애인 착용형 단말장치 소리의 종류와 방향을 시각적으로 출력하는 시스루 디스플레이(see-through displ ay) 장치 구성 123

125 3. 기술의 필요성 청각장애는 지체장애에 이어 두 번째로 많은 장애이며, 등록된 장애인은 2013년 기준 273천명으로 조사됨 건강보험공단에 따르면 난청 진료환자는 60대 이상 고령층이 45%를 차지하며, 20 13년 기준 28만명으로 연평균 4.8%씩 증가 실감영상 분야 웨어러블 디바이스의 발전과 함께 장애인 복지 및 의료 지원 정책 강화와 의료/건강 모니터링 등 특수목적용 웨어러블 디바이스의 기술 발전 4. 기술의 차별성 KIST 자체 테스트베드를 통한 다양한 환경 데이터 수집 및 생활 잡음 거절 성능 개선을 통한 높은 음향 인식률(98.4%) <개발된 시제품을 테스트하기 위한 테스트베드> 동시에 울리는 두 가지 이상의 음향 인식 등록 음향의 중첩되는 봉우리 사전 제거 (전처리 기술) 알고리즘 경량화를 통해 낮은 수준의 CPU에서도 동작 가능 신규 음향 등록 가능 124

126 125

127 기계소재 분과 듀얼 DLP 3D 프린터 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 기존 DLP 프린터가 XY 주행기구를 통 해 DLP 프로젝터를 XY 방향으로 이동 시키며 프로젝터 위치에 따라 투사영 상을 바꾸어 주는데 주행기구의 정밀 도에 따라 조형물의 정밀도가 달라지 고 느려짐 - DLP 프로젝터를 2개 이상을 설치하여 넓은 면적에 투영되는 두 프로젝터의 합으로 전체 그림을 형성하거나 좁은 면적에 그림을 중첩시켜 조형이 이루 어질 수 있도록 한 듀얼 DLP 3D 프린 터임 [국내동향] - 국내 3D 프린터 시장 자체가 형성 단계이고 표준화되어 있지 않음. D LP 방식도 다양한 아이디어를 적용 하면서 시장을 형성해 가고 있음 [해외동향] - 해외 시장도 시장 초기로서 정확 한 시장 규모가 집계되지는 않았 으며 FDM 및 DLP 방식이 가장 활성화되어 있음. 최근 DLP방식을 획기적으로 개선한 CLIP 방식이 개발되는 등 제품의 완성도를 높 이기 위한 노력이 지속되고 있음 - 3D 프린터 시장조사기관인 Wohlers는 3D 프린터 시장이 2010년 13억 달러, 2011년 17억달러에 달했으며, 2015년 37억달러로 평균 21% 증가할 것으로 전망하고 있음 - IT 시장 리서치 회사인 가트너는 201 8년 전세계 3D프린팅 시장 규모가 13 5억달러(한화로 거의 14조)규모가 될 것으로 예상 - 일반적으로 3D프린터(산업용, 개인용) 는 다양한 쓰임새를 가지며 계속해서 시장수요가 늘어날 것으로 전망되고 있음 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 3D프린터, 듀얼 DLP, 3D프린트, DLP Dual DLP, 3D printer, DLP Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 서울과학기술대학교 부 서 기계시스템디자인공학과 성 명 김성환 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 대상기술 출원 등록 특허번호 특허명 듀얼 DLP 3D 프린터 126

128 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 기존 DLP 3D 프린터는 XY 주행기구를 통해 DLP 프로젝터를 XY 뱡향으로 이동시 키는 가운데 DLP 프로젝터 위치에 따라 투사 영상을 바꾸어 주어야 하는 구성 때 문에 주행기구의 정밀도에 따라 조형물의 정밀도가 달라지는 문제가 발생. 또한, 기존 DLP 3D 프린터는 XY 방향으로 주행하여야만 대면적의 조형이 가능한 구성 으로 이루어기 때문에 조형 속도가 느리다는 문제가 있음 본 DLP 장치 기술은 본체 하부의 프레임 상에 다수의 DLP 프로젝터를 슬라이딩 가능하게 구성하여 넓은 면적에 그림을 투영함으로써 합으로 전체 그림을 형성하 는 확장모드를 통해 조형속도를 높일 수 있도록 하거나 본체 하부의 프레임 상에 다수의 DLP 프로젝터를 LM가이드를 통해 슬라이딩 가능하게 구성하여 좁은 면적 에 그림을 중첩시킴으로써 조형 속도를 높이고 정밀도를 향상시킴 <DUAL DLP 장치> 본 기술의 구성요소는 기존 DLP 3D프린터 대비 다음과 같은 구성의 특징을 가짐 프레임 하부측에 일정 간격으로 수평하게 설치되는 다수의 LM가이드 127

129 LM가이드 각각에 직선 이동 가능하게 설치되는 가이드 블록 가이드 블록 각각에 설치되어 전원의 인가에 의한 구동을 통해 LM가이드 상에 서 가이드 블록을 이동시키는 리니어모터 가이드 블록 각각에 설치되어 지지되어지되 조형하고자 하는 영상을 프레임 상 부측의 스크린 상에 투영시키는 다수의 DLP 프로젝터 가이드 블록 각각에 설치되어 DLP 프로젝터로부터 투사되는 영상의 투사가 직 각으로 이루어지도록 각도를 조정하는 프로젝터 각도 조정기 리니어모터의 정역 구동을 제어하는 제어부 확장모드는 프로젝터 각각으로부터 투사되는 영상의 합을 통해 넓은 면적에 투영 되도록 하여 조형물의 성형이 이루어질 수 있도록 할 수 있음. 반면, 중첩모드는 프로젝터 각각으로부터 투사되는 영상을 좁은 면적에 중첩시켜 조형물의 성형시 노광량의 증가를 통해 조형속도를 높일 수 있도록 함 2. 기술의 수준 각각의 DLP 프로젝터 각도 조정을 통해 투사가 제대로 이뤄지게 하는 각도조정기 술 각 DLP 상의 위치를 카메라로 인식하고 서로간의 위치를 조정하는 제어기술 3. 기술의 필요성 3D프린터는 시제품의 제작비용 및 시간 절감, 다품종 소량 생산, 제조공정 간소화 등 많은 장점을 보유하고 있음. 따라서 3D프린팅은 다품종 소량생산과 개인 맞춤 형 제작이 용이한 산업으로, 규모의 경제와 저임 노동비 우위를 가진 전통적인 방 식과 다른 형태의 생산/유통/소비 방식을 탄생시키고 있음 3D 프린터 자체가 개인 및 산업에 다양한 이익을 가져다 주는 잠재력이 있어 활 용성이 계속 커지고 있고 향후에도 그 사용영역이 어디까지일지 가늠이 안됨. 거 의 전분야에 3D 프린터의 사용이 가능하고 개인의 욕구를 개별적으로 충족시킬 수 있다는 장점에 따라 산업용, 가정용 시장 수요가 폭발적으로 늘어날 것으로 전 망하고 있음. 제 3의 산업혁명을 일으킬 기폭제라 칭할 만큼 3D 프린트 기술은 세계적으로 가장 주목받고 있음 따라서 모든 시장 조사기관이 3D프린터의 성장전망을 높게 보고 있으나 아직은 128

130 시장 초기로서 각 방식에 따른 시장 집계가 정확하지 않고 전체적인 규모 내지 개인용 산업용의 큰 분류에 따른 집계가 대부분인 실정임 시장 초기의 특성에 따라 3D 프린팅은 다양한 방식의 기술개발, 기존 방식내에서 의 새로운 기술개발과 같은 신규 기술개발이 가장 활발하게 이루어지는 영역 중 하나임. 특히 원천기술보다는 적용기술 측면에서 신규 아이디어를 적용한 기술 각 축전이 이루어지고 있음. 장치 가격을 낮추고, 조형물 제조시간을 단축하며, 품질 을 향상시키기 위한 제품 본연의 성능향상을 위한 개발 뿐만 아니라 특정분야에 최적화되기 위한 최적화 기술개발도 함께 이루어지고 있음 본 기술은 기존 DLP 방식이 가지고 있는 제조 시간, 정밀도, 크기등의 문제를 해 결하기 위해 특정 아이디어를 바탕으로 DLP 장치의 성능을 개선한 기술임. 3D 프 린터의 핵심적인 문제인 시간과 품질 부분에서의 개선을 이루었다는 측면에서 경 쟁력을 가짐 4. 기술의 차별성 멀티 DLP 프로젝터의 구현 - DLP 프로젝터를 다수 구비하여 조형물의 조형속도와 정밀도를 개선하였음. 크 기가 큰 조형물뿐만 아니라 작지만 높은 정밀도를 요구하는 소형제품의 제작에 기여함 3D 프린터의 시간, 품질문제 개선 - 3D 프린터가 가지고 있는 장점에도 불구하고 고질적으로 소비자가 쉽게 사용하 기 어렵게 만드는 시간, 품질의 문제를 개선하여 좀 더 3D 프린터 장치에 대한 제품 신뢰성을 높였음 129

131 Ⅰ. 제안기술 개요 면상 발열체를 이용한 스탠드형 난방 제품 개발 기계소재 분과 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 금속 nano particle과 graphite, 흑연을 배합한 전도성 고분자를 발열체 조성 물로 갖는 면상 발열체를 이용하여, 안 전하고 안정적인 스탠드형 난방 제품 을 개발 - 사람과 사물을 상호 연계하는 IoT 기술 접목 연구 중 - 현재 서울시 지원으로 시작품 제작 사 업 참여 [국내동향] - 면상 발열체 수요의 증대로 관련 기술의 개발이 활발하게 이루어지 고 있으나, 전체적인 전기전도성이 불균일하고 굴절시 발열층이 쉽게 파열되는 문제점이 있음 [해외동향] - 유럽의 가정 난방 시장은 30% 이상이 면상 발열체로 대체되었으며, 중국 및 중앙아시아 국가 등에서의 사용도 늘 어나고 있음 - 저탄소 트렌드로 난방 발열재료 중 하 나인 면상 발열체 수요가 증가 년 기준, 국내 난방시장 약 1조 1 00억 원 규모 중 보조난방기 시장은 약 4000억 원에서 지속적인 증가세를 보이고 있으며, 전기를 이용한 제품의 선호도가 증가하는 추세임 - 본 기술을 활용한 고효율 고온의 발열 제품의 상용화 시, 시장 규모는 500억 이상으로 확대 될 것으로 추정됨 - 본 기술 개발의 결과물은 타 산업으로 의 파급효과가 매우 크므로, 신규 일 자리 창출의 효과도 클 것으로 기대됨 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 면상 발열체, 히터, 전도성 고분자 planar heat generator, heater, conductive polymer Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 서울과학기술대학교 부 서 기계시스템디자인공학과 성 명 김종형 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 5 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 면상 발열체 및 그 제조 방법 면상 발열체를 이용한 발열 장치 봉형 발열체 및 그 제조 방법 히팅 파티션 히팅 파이프 유닛 130

132 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 금속 nano particle과 graphite, 흑연을 배합한 전도성 고분자의 전기 전도도의 특 징을 이용하여 면상 발열체를 제조 친수성 표면을 갖는 흑연이 베이스 기판에 균일하게 분산될 수 있으므로, 저항치 가 균일하여 발열온도 편차를 줄일 수 있으며, 발열 효율이 향상됨 <면상 발열체 구성 및 형태 변형 예시> 인체 감지형 센서 모듈을 접목시켜, 사람의 움직임 감지 후 부분적인 난방이 가능 한 난방 제품으로 개발 사물인터넷(IoT)을 기반으로 사람과 사물 간 상호 연계하여, 사물 시스템과 어디서 든 편리하게 소통 가능 할 수 있도록 구현 2. 기술의 수준 베이스 기판 위 발열체용 조성물 도포 : 회로 형성 없으므로, 파손 시 작동 가능 누전위험 없음 : 24v로도 400 가까이 구현, 전기 20~30% 절약 전자파 발생 없음 : KTL 시험자료 확보 결로방지 : 유리섬유벽지 등 적용 가능 131

133 3. 기술의 필요성 유럽은 이미 가정 난방 시장의 30% 이상이 면상발열체로 대체되었으며, 중국과 같이 난방 시설이 없는 중부 남부 지방에서의 사용 증가세 2012년 통계청 자료에 의하면, 국내 난방시장은 약 1조 100억 원 규모로 형성되 었는데, 보조난방기 시장의 규모는 약 4000억 정도에서 지속적인 증가세를 보이 고 있으며, 국내 보조 난방제품의 경우 전기를 이용한 제품의 선호도가 증가하는 추세임 중국 세관의 통계자료를 근거로 중국의 한국 면상발열체 수입액을 살펴보면 지속 적인 상승 추세가 확인됨 안전한 고품격의 발열 페인트 및 면상발열체 제조 공정을 개발함으로써, 가전뿐만 아니라 건설, 도시농업(식물공장) 등 매우 다양한 산업 분야의 새로운 제품 및 회 사의 출현을 유도할 수 있음 건축 및 토목 분야 : 온돌 및 바닥, 벽 난방 재료 생활 제품 분야 : 보료, 매트리스, 모포 의류 분야 : 발열 옷 자동차 분야 : 차량용 시트의 발열체 기타분야 : 비닐하우스, 김 서림 방지용 거울, 각종 보온용기 4. 기술의 차별성 일반 부직포에 전도성 고분자 페인트를 발라 발열체를 제조할 수 있으므로, 재료 및 공정에 따른 획기적인 제조원가 저감 가능 비교적 간단한 제조 방법 및 성비로 제품의 균일성 유지 시공 도중에 구멍이 나거나, 찢어져도 발열 성능에 영향을 끼치지 않음 연소과정이 없으므로 공해 발생 요소가 없으며, 발열과정은 복사열에 의하므로 전 자파의 위험도 없음 Sheet 내의 온도 균일도가 매우 뛰어남 기름보일러, 온수난방 대비 효율이 매우 높음 132

134 Ⅰ. 제안기술 개요 기계소재 분과 가정용 열병합 발전을 위한 지능형 프리피스톤 스털링 발전기 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 프리피스톤 스털링 엔진과 선형 모터 발전기로 구성된 스털링 발전 시스템 º 프리피스톤 스털링 엔진 : 두 개의 진동 시스템으로 구성되며, 열에너지 를 기계동력으로 변환하는 스털링 사 이클에 기반함 º 선형 모터발전기 : 기계 동력을 전기 에너지로 변환하고, 동시에 엔진 시동 장치 역할을 하며, 부하 및 위상각 제 어 액추에이터로 작동함 - 기존 보일러 난방에 사용되던 고온의 열을 전기 생산한 후 난방열로 사용함 으로써 복합 열효율을 높이는 핵심 에 너지 변환기술 [국내동향] - 최근 경동나비엔이 서울시의 발전보일 러 실증 보급사업을 진행하면서, 국내 스털링 엔진 기술 부족으로 영국 스털 링 엔진(마이크로젠)을 1000만원에 수 입하여 고가에 시판하고 있음 [해외동향] - 유가불안, 대기오염으로 인해 신재생 에너지 및 발전시스템의 효율 제고에 대한 관심이 급증함에 따라, 스털링엔 진 발전기를 결합한 발전보일러가 선 진국을 중심으로 개발 및 보급이 확대 되어오고 있음 - 스털링 엔진을 국산화하여 동일 성능 의 엔진 공급가를 500만원 이하로 낮 출 경우, 국내 130만 가구(2014년 기 준) 기준, 산술적으로 약 6.5조원의 시 장이 형성됨 - 연간 최대 1.3기가와트(GW)에 달하는 전력수요를 감축할 수 있어, 1조 7천 억 원에 달하는 발전설비 투자비 절감 - 유류발전의 가스발전 대체로 이산화탄 소 배출량도 연간 322만 톤 가량 감축 효과 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 열병합 발전, 프리피스톤, 스털링 cogeneration, free piston, sterling Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 서울과학기술대학교 부 서 기계시스템디자인공학과 성 명 심규호 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 노하우 가정용 열병합 발전을 위한 지능형 프리피스톤 스털링 발전기 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 133

135 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 두 개의 진동 시스템으로 구성되며, 열에너지를 기계동력으로 변환하는 스털링 사 이클에 기반하는 프리피스톤 스털링 엔진 엔진의 양 끝(가열부, 냉각부)에 존재하는 온도차가 실린더 내부의 두 개의 피스톤 을 작동유체의 압축팽창으로 작동하여 기계동력을 생산함 선형 모터발전기는 기계 동력을 전기에너지로 변환하고, 동시에 엔진 시동장치 역 할을 하며, 부하 및 위상각 제어 액추에이터로 작동함 고효율, 소형, 저소음의 탁월한 정숙성을 기반으로 배기가스 없이 밀폐공간에서 사용가능한 기술로, 가정용 열병합발전 외에도 엔진 크기 및 출력에 따라 잠수함 용 전원공급장치, 우주항공용 소형 원자력 발전, 태양열 발전, 레저용 버너 발전기 등 다양한 산업 및 군수/국방 분야로의 파급효과가 매우 큼 2. 기술의 수준 기존에 보일러 난방에만 사용되던 고온의 열을 전기 생산한 후 난방열로 사용함 으로써 복합 열효율을 높이는 핵심 에너지 변환기술 프리피스톤 스털링 엔진과 선형 모터발전기로 구성 프리피스톤 스털링 엔진 : 고온/고압 조건하에서 안정적인 작동성 및 출력 성능 확보를 위한 열역학적 분석 및 동역학 거동 분석 선형 모터발전기 : 엔진 기동 시 전기 구동 모터모드, 정상 상태에서 전력 추출 발전모드의 운전 제어 필수. 특히, 전력 생산 뿐만 아니라 다양한 작동환경 변화, 즉 외란에 대처해 적응하는 제어 기능 확보 3. 기술의 필요성 현재 스털링엔진 발전기를 결합한 발전보일러는 선진국을 중심으로 개발 및 보급 이 확대되고 있고, 국내에서도 개발 및 보급이 시작되고 있음 최근 유가불안, 대기오염으로 신재생 에너지 및 발전시스템의 효율 제고에 대한 관심이 급증함에 따라 발전보일러 보급 사업이 현재 서울시를 시작으로 전국으 로 확대될 가능성이 높음 134

136 스털링 엔진을 국산화하고 수입으로 인한 가격거품을 제거하여 500만원 이하로 동일 성능의 엔진을 공급할 수 있는 기술을 개발한다면, 국내 130만 가구(2014년 기준 국내 총가구수 : 1800만호)에 보급하는 시장이 형성될 경우 130만가구*500 만원, 즉 산술적으로 6.5조원의 시장이 스털링 엔진 단독으로 형성된다고 볼 수 있음 또한 연간 최대 1.3기가와트(GW)에 달하는 전력수요를 감축할 수 있으며 이로 인 한 발전설비 투자비 절감효과는 1조 7천억 원에 달할 것으로 예측하고 있음 유류발전을 가스발전으로 대체하면서 이산화탄소 배출량 역시 연간 322만 톤 가 까이 감축시킬 수 있음 4. 기술의 차별성 본 기술의 핵심인 프리 피스톤 스털링 엔진은 기존 스털링 엔진의 기구부를 없애고 피스톤에 스프링을 연결한 진동 시스템으로, 기존 스털링 엔진 대비 동력손실을 줄 일 수 있고 소형으로 콤팩트하게 제작 가능하며, 제작단가 및 유지보수비용을 절감 시킬 수 있음 진동시스템을 이용하여 온도 및 압력과 같은 외부 환경변화에 대해 적응하여 운 전이 가능함 프리 피스톤 스털링 엔진을 결합한 가정용 열병합 발전 보일러는 기존 보일러 대 비 난방 및 온수 생성과 동시에 가정에서 직접 전기 생산이 가능하므로 보일러의 복합 효율이 향상되고 누진 전기세의 효과적인 절약이 가능함 또한, 분산전원의 장점을 가져 소규모 정전 또는 블랙아웃과 같은 재난 발생 시 가정의 비상발전기로 활용이 가능함 135

137 기계소재 분과 감성 조명 및 디스플레이용 필름 개발 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 프리즘 혹은 피라미드와 같은 형태를 가지는 투명 광학필름을 제작하여 이와 매칭이 되는 색깔, 그림 혹은 영상에 정렬시킴으로써 보는 방향에 따라 색 혹은 영상이 달라지도록 구현함 - 이를 이용하여 조명의 색을 자유롭게 변경시키거나 색을 분리 투과시킬 수 있는 감성조명 및 서로 다른 방향에서 2가지 이상의 영상을 감상할 수 있는 3 D 디스플레이를 개발 중임 [국내동향] - 국내의 3D 디스플레이 기술은 선진국 에 비해 기초연구개발 수준이나, 최근 차세대 첨단기술로 3D 영상기술에 대 한 관심이 증대해 기업체, 연구소, 대학 중심의 활발한 연구개발이 진행 중 [해외동향] - 최근 기술선진국에서 국책 기술개발로 차세대 영상매체, 방송통신, 게임, 의료 등 광범위한 응용분야를 가진 3D 디스 플레이 기술 및 시스템 개발에 많은 투자와 연구를 집중하고 있으며, 미국, 일본, 유럽을 중심으로 기술선점을 위 한 핵심기술 연구가 활발히 진행됨 - 전 세계적으로 조명 및 디스플레이 시 장은 꾸준히 성장하고 있으며, 특히 LE D와 같은 평판을 이용한 조명들이 증 가하는 추세 - 다양한 정보기술의 발달에 따른 빛 공 해 문제로, 자연 빛과 인간 사이의 역 학관계를 통한 친환경 감성조명에 대한 관심이 증대하고 있음 - 한국산업기술평가관리원에서는 2015년 일반조명 시장의 약 30%(30억 달러)를 LED 조명이 차지할 것으로 예상 - 3D 산업의 경우 09년 이후 연간 60% 의 성장을 기록하고 있는 만큼 다양한 분야에서의 적용이 늘어날 전망 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이오 한글 영문 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 광학 필름, LED 조명, 3D 디스플레이, 색 분리, 영상 분리 optical film, LED lighting, 3D display, color seperation, image seperation Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 서울과학기술대학교 부 서 화공생명공학과 성 명 윤현식 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 상세현황 구 분 상 태 사업화대상기술관련 특허 총 5 건 출원(등록)일 자 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 특허번호 PCT/KR2014/ 특허명 프리즘 어레이를 이용한 무안경식 3D 디스플레이용 광학필름 조명 장치 굴절률 제어 물질을 이용한 다시점 무안경 3D 디스플레이 피라미드 어레이를 이용한 무안경식 다시점 3D 디스플레이용 광학필름 디스플레이 장치 136

138 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 프리즘 혹은 피라미드와 같은 형태를 가지는 투명 광학필름을 제작하여 이와 매 칭이 되는 색깔, 그림 혹은 영상에 정렬시킴으로써 보는 방향에 따라 색 혹은 영 상이 달라지도록 할 수 있음 이를 이용하여 원하는 방향에서 조명의 색을 자유롭게 변경시키거나 색을 분리 투과시킬 수 있는 감성조명이나 서로 다른 방향에서 2가지 이상의 영상을 감상할 수 있는 3D 디스플레이를 개발할 수 있음 <프리즘 필름 디스플레이 구현> <색 분리 조명 기구> 응용분야 LED 등 조명에 방향을 주고 여러 가지 색을 구현함으로써 감성 조명 제작에 적 용 가능 디스플레이에 적용 시, 보는 각도에 따라서 여러 가지 화면을 볼 수 있는 다중 디스플레이 제작이 가능함 무안경 3D 디스플레이에 적용되는 경우, 사업적인 전망이 더욱 우수하며, 관련 사 업들이 동시다발적으로 기술적 진보를 이룰 수 있는 촉매제가 될 것임 2. 기술의 수준 3차원으로 이루어진 형태를 가지는 광학 필름을 제작하여, 이를 여러 개의 화면 혹은 정보를 가진 스크린 위에 배치 기존 렌즈 방식에 비하여 제작이 편리 제작 비용 저렴 효율 극대화 전망 137

139 피라미드 형태의 필름 구현 : 기존 2방향이 아닌 4방향 이미지 전환이 가능하므 로, 유저 편의성을 제공 역프리즘을 이용한 영상분리/색분리 기술 : 세계최초의 기술 구현 방식으로, 원천 특허로서의 차별성 존재 3. 기술의 필요성 전 세계적으로 조명 및 디스플레이 시장은 꾸준히 성장하고 있으며, 특히 LED와 같은 평판을 이용한 조명들이 증가하는 추세 한국산업기술평가관리원에서는 2015년 일반조명 시장의 약 30%(30억 달러)를 LE D 조명이 차지할 것으로 예상하였으며, 국내 시장에서도 LED 조명 시장의 규모가 크게 늘어날 것으로 분석 최근 다양한 정보기술(IT)의 발달로 인한 빛 공해(빛으로 인한 상대적 스트레스)가 새로운 사회적 문제로 대두되고 있는 가운데, 자연 빛과 인간 사이의 역학관계를 통한 친환경 감성조명에 대한 관심이 증대하고 있어, 향후 시장의 성장 전망이 우 수함 국내 디스플레이의 경우, 중국 등 개발국들이 빠르게 추격을 해 오고 있어 새로운 시장 개척이 필요한 시기임 3D 산업의 경우 09년에서 15년까지 60%의 성장을 기록하고 있는 만큼 본 기술 과 같은 다양한 분야 적용이 시장에 직접적으로 영향을 줄 수 있을 것으로 예상됨 4. 기술의 차별성 기존 무안경 3D 디스플레이의 렌티큘러 렌즈 방식과는 달리 곡률로 이루어져 있지 않으므로 제작방법이 간단하고, 보는 방향에 따라 지속적으로 변하는 것이 아니라 정면과 양 쪽 방향에서만 영상이 변하기 때문에 사용자가 감상하는데 종래 기술보 다 유리한 기술적 장점이 있음 평판형태로 색을 분리할 수 있어 기존 조명보다 부피 감소가 가능하며, 조명기구 소형화에 유용함 프리즘의 굴절률을 조절하거나, 유치를 변경하는 추가 연구 개발을 통해 활용 범 위 및 용도 다양화가 가능함 138

140 3D DLP Printer 개발 및 Online Printing Farm 환경 구축 기계소재 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - DLP 칩을 이용하여 출력하고자 하는 형상을 2차원 영상으로 광경화성 레진 에 겹겹이 투사하여 출력물을 지속적 으로 키워나가는 방식의 3차원 프린터 - Tilting/twist 기술, 광량 제어 기술, 대 면적 형상 프린팅 기술 등으로 사업화 대비 완성도를 높임 - Network을 이용하여 하나 혹은 다수의 3D 프린터 제어 가능 [국내동향] - 다양한 관련 기술이 연구소, 대학, 기 업 등에서 개발되고 있으나 3D프린터 장비 관련 원천기술 취약, 소재 및 소 프트웨어 개발 부족 등의 기술 확산성 에 문제가 있음 [해외동향] - 3D 프린터의 상용화 단계를 가속시키 기 위한 다양한 기술개발이 진행되고 있으며 이에 따른 완제품의 대량생산 이 가능할 것으로 기대됨 - 기술 개발에 따라 거의 모든 종류의 소재가 3D 프린터 소재로 활용 가능 할 것으로 예상되며, 가용원료가 확대 됨에 따라 다양한 제품에 대한 풍부한 잠재수요가 전망됨 - 세계 3D 프린터 시장은 일반 기계설비 시장에 비해 규모가 작지만 장비의 성 능향상, 가격하락 및 관련 서비스산업 발전에 힘입어 고속 성장이 전망됨 - 국내 3D프린팅 시장은 2012년 기준 3 00억 원 규모로 전년대비 30% 이상 증가하는 등 성장세에 있으나 수입 의 존도가 높음 - 본 기술의 적용으로 기존 고가 부담이 컸던 DLP형 3D 프린터의 제작 단가 절감, 유지비용 감소에 대한 해결이 가능하므로 사업성이 유망함 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이오 한글 영문 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 3차원 출력, DLP 방식 3D printer, DLP(Digital light processing) Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 서울과학기술대학교 부 서 기계 자동차공학과 성 명 한상조 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 3 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 광경화성 수지를 이용한 3차원 인쇄 장치 3D 프린터 관련기술 출원 등록 차원 프린터 및 3차원 프린팅방법 139

141 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 DLP 칩을 이용하여 출력하고자 하는 형상을 2차원 영상으로 광경화성 레진에 투 사하여 레진을 굳히고, 굳은 출력물을 z축 방향으로 이동시키면서 다시 2차원 영 상을 투사하여 출력물을 지속적으로 키워나가는 방식으로 3차원 프린팅을 실현함 <본 3차원 프린터의 동작 예시> 본 기술은 크게 3가지의 세부기술로 나눌 수 있음 Tilting/twist 기술 : 출력물을 vat에서 분리할 때 필요로 하는 힘의 최소화 광경화성 수지가 수용된 수용부를 나선방향을 따라 운동시킴으로써 경화된 상태로 수용부의 바닥면에 부착된 광경화성 수지를 수용부의 바닥면으로부터 용이하게 분리 광량 제어 기술 : 시간에 따른 램프 광량 변화를 측정하여 광량 조절 광측정부를 이용해 광원에서 생성된 빛의 세기를 측정하고 측정된 광도를 바탕으로 광경화 수지에 조사되는 빛을 제어함 광원의 노화에 의해 생성되는 빛의 세기가 낮아지더라도 일정하게 광경화 수지를 경 화시킬 수 있음 대면적 형상 프린팅 기술 : DMD 모듈을 이용하여 대면적의 3차원 형상 조사 DMD로 회동가능하게 하여 광의 경로를 변환시킬 수 있는 반사부와 광의 조사 면적 을 조절할 수 있는 렌즈로 광을 조절하고, 광조절부 및 수지 수용부를 이동시킬 수 있 는 스테이지로 대면적의 3차원 형상 프린팅 가능 140

142 2. 기술의 수준 광경화성수지(resin)의 종류에 따른 출력 상태 관련 데이터베이스 구축 다양한 resin의 성질에 따른 분류 : 출력물의 사용 용도에 따른 선택 가능 최적의 출력 조건을 위한 calibration이 가능한 소프트웨어 강화 사용자 출력에 전문적 노하우 제거 : 다량의 데이터 수집으로 정밀한 출력 조건 분석 Network을 이용하여 하나 혹은 다수의 3D 프린터 제어 가능 저가에 빠른 속도로 고해상도의 프로토타이핑이나 모형 건축물, 모형 예술 작품 등 제작 가능 <본 3차원 프린터의 출력 예시> 3. 기술의 필요성 세계 3D 프린터 시장은 일반 기계설비 시장에 비해 규모가 작지만 장비의 성능향 상, 가격하락 및 관련 서비스산업 발전에 힘입어 고속 성장이 전망됨 세계 3D 프린팅 시장은 2013년 기준 30.7억 달러(제품시장 약 15억 5,200만 달 러, 서비스시장 약 15억 1,600만 달러) 규모로 향후 2016년 70억 달러, 2018년 1 25억 달러, 2020년 210억 달러로 증대가 전망되는 강한 성장세에도 불구하고, 아직은 일반 기계설비 시장의 약 10%를 차지하는 상당히 미흡한 수준 국내 3D프린팅 시장은 2012년 기준 300억 원 규모로 전년대비 30% 이상 증가하 였으나, 고가 산업용 장비는 90% 이상 수입에 의존하고 있으며, 소재 또한 장비 와 연계하여 판매하는 산업구조로 인해 대부분 해외로부터 수입하고 있음 3D프린터 장비 관련 원천기술 취약, 소재 및 소프트웨어 개발 부족 등의 기술 141

143 확산성 문제로 국내 기업들의 세계시장 참여는 미진한 상황임 현재 3D 프린터 붐이 일어 많은 3D 프린터들이 보급이 되었지만 FDM에 한정된 내용으로, 정작 부가가치가 높은 의료용, 금속공예, 치의과, 피규어와 같이 고해상 도를 필요로 하는 분야는 기존 Mock-up 장비를 대체하지 못함 최근 시장에서 DLP에 대한 관심을 보이기 시작하고 있으나, 여러 기술 분야를 융 합할 수 있는 높은 기술력을 필요로 하는 상당히 높은 진입장벽으로, 여전히 DLP 프린터는 고가이며 유지비용에 대한 부담이 큼 이러한 문제점에 대한 본 기술의 적용으로 제작 단가 절감, 유지비용 감소에 대 한 해결이 가능하므로 사업성이 유망함 추가적으로 온라인 Printing Farm 환경 구축으로 프린터 운용 인건비 감축을 통 하여 새로운 시장 창출을 도모할 수 있음 4. 기술의 차별성 주물이 가능한 왁스타입의 출력 가능 PC를 필요로 하지 않는 standalone 형 3D printer 설계 소모품 비용이 저렴한 필름 타입을 사용하며, 이외에도 상용화된 모든 레진의 사 용이 가능함 사용자가 주변에 없어도 원격으로 프린터 제어 및 모니터링이 가능한 프로그램 구축 142

144 기계소재 분과 프린터 노즐 막힘 방지 노즐 장치 및 프린터 잉크 카트리지 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 프린터 노즐 막힘 방지를 위한 프 린터 노즐 장치 및 프린터 잉크 카트리지에 관한 기술로서, 프린 터 사용 시 이물질 또는 분사되 는 잉크에 의해 프린터 노즐이 막히는 것을 방지하는 장치로서 기존 잉크젯 프린트 외에 잉크젯 방식의 3D 프린터 등에 활용될 수 있음 [국내동향] - 국내 3D 프린터 시장 자체가 형성 단계이고 표준화되어 있지 않음. 잉 크젯 방식의3D 프린터 제품은 거의 상용화되지 않았음 [해외동향] - 해외 시장도 시장 초기로서 정확 한 시장 규모가 집계되지는 않았 으며 FDM 및 DLP 방식이 가장 활성화되어 있음. 잉크젯 방식은 특유의 장점으로 인해 다각적으 로 연구되고 개발되고 있음 - 3D 프린터 시장조사기관인 Wohlers는 3D 프린터 시장이 2010년 13억 달러, 2011년 17억달러에 달했으며, 2015년 37억달러로 평균 21% 증가할 것으로 전망하고 있음 - IT 시장 리서치 회사인 가트너는 201 8년 전세계 3D프린팅 시장 규모가 13 5억달러(한화로 거의 14조)규모가 될 것으로 예상 - 일반적으로 3D프린터(산업용, 개인용) 는 다양한 쓰임새를 가지며 계속해서 시장수요가 늘어날 것으로 전망되고 있음 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 3D프린터, 잉크젯, 3D프린트, 노즐 Inkjet, 3D printer, nozzle Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 숭실대학교 부 서 기계공학과 성 명 김진오 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 대상기술 출원 등록 특허번호 특허명 프린터 노즐 막힘 방지를 위한 프린터 노즐 장치 및 프린터 잉크 카트리지 143

145 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 기존 프린터 중 노즐을 이용하는 FDM 방식은 고열로 플라스틱 필라멘트를 녹이 고 뽑아져 나온 필라멘트는 상온에서 경화되어 최종 결과물을 생성하는 방식으로 녹아 있던 물질이 노즐 일단부에서 경화되는 단점이 있음. 또한 비인쇄 영역을 판 단하고, 인쇄되지 않은 영역의 색상에 해당하는 잉크를 강제로 분사하여 노즐 막 힘을 해소하는 방식도 있음 본 기술은 프린터 노즐 막힘 방지를 위한 프린터 노즐 장치 및 프린터 잉크 카트 리지에 관한 기술로서, 프린터 사용 시 이물질 또는 분사되는 잉크에 의해 프린터 노즐이 막히는 것을 방지하는 장치로서 기존 잉크젯 프린트 외에 잉크젯 방식의 3D 프린터 등에 활용될 수 있음 <잉크젯 프린터의 노즐부와 진동부> <잉크젯 프린터 진동부> 144

146 본 기술의 구성요소는 기존 잉크젯 3D프린터에 잉크를 분사하는 노즐부 노즐부의 일면에 배치되고, 환( 環 ) 형상으로 이루어진 복수 개의 진동부 복수 개의 진동부의 진동 주파수를 각각 제어하는 제어부로 구성되어 있음 2. 기술의 수준 진동 환 제조 기술 진동 제어 제어기술 3. 기술의 필요성 3D프린터는 시제품의 제작비용 및 시간 절감, 다품종 소량 생산, 제조공정 간소화 등 많은 장점을 보유하고 있음. 따라서 3D프린팅은 다품종 소량생산과 개인 맞춤 형 제작이 용이한 산업으로, 규모의 경제와 저임 노동비 우위를 가진 전통적인 방 식과 다른 형태의 생산/유통/소비 방식을 탄생시키고 있음 3D 프린터 자체가 개인 및 산업에 다양한 이익을 가져다 주는 잠재력이 있어 활 용성이 계속 커지고 있고 향후에도 그 사용영역이 어디까지일지 가늠이 안됨. 거 의 전분야에 3D 프린터의 사용이 가능하고 개인의 욕구를 개별적으로 충족시킬 수 있다는 장점에 따라 산업용, 가정용 시장 수요가 폭발적으로 늘어날 것으로 전 망하고 있음. 제 3의 산업혁명을 일으킬 기폭제라 칭할 만큼 3D 프린트 기술은 세계적으로 가장 주목받고 있음 따라서 모든 시장 조사기관이 3D프린터의 성장전망을 높게 보고 있으나 아직은 시장 초기로서 각 방식에 따른 시장 집계가 정확하지 않고 전체적인 규모 내지 개인용 산업용의 큰 분류에 따른 집계가 대부분인 실정임 시장 초기의 특성에 따라 3D 프린팅은 다양한 방식의 기술개발, 기존 방식내에서 의 새로운 기술개발과 같은 신규 기술개발이 가장 활발하게 이루어지는 영역 중 하나임. 특히 원천기술보다는 적용기술 측면에서 신규 아이디어를 적용한 기술 각 축전이 이루어지고 있음. 장치 가격을 낮추고, 조형물 제조시간을 단축하며, 품질 을 향상시키기 위한 제품 본연의 성능향상을 위한 개발 뿐만 아니라 특정분야에 최적화되기 위한 최적화 기술개발도 함께 이루어지고 있음 145

147 본 기술은 국내에 아직 상용화 되지 않은 잉크젯 방식의 프린터 노즐의 막힘 방 직 기술임. 하지만 노즐을 사용하는 방식에는 전부 사용이 가능함. 예를 들어 노 즐을 이용하여 광경화 수지방울을 떨어뜨리고 이를 광원으로 굳히는 DLP 방식에 서도 사용이 가능함. 향후 광경화 수지의 낭비를 방지하고 높은 해상도를 위해 노 즐을 이용한 DLP 방식이 활성화 될 것으로 보이며 잉크젯 방식은 다양한 색깔 구 현 및 금속 및 모래를 이용한 제품에 사용이 가능하여 제품 수요가 커질 것으로 보임 4. 기술의 차별성 노즐 진동을 통한 노즐 막힘 제어 - 프린팅을 위한 소정의 재료(잉크 등) 분사 시, 잔여 재료의 응고를 방지할 수 있 고, 재료 분사 후 노즐 주위에 남아 있는 잔여물 등을 효율적으로 제거할 수 있 다.또한, 노즐의 일단부에 배치되지 않고, 노즐의 외부면 또는 내부면 전체에 걸 쳐서 복수 개의 진동부(압전 트랜스듀서)가 이격 배치됨으로써, 노즐부의 상단부 부터 하단부 중 소정의 부위에 응집되어 있는 재료가 응고되는 것을 방지할 수 있음 진동 제어 및 장치의 탈부착 가능 - 각각 다른 진동 주파수로 진동을 하기 때문에, 단일 주파수에 의한 진동 방식보 다 효율적으로 재료의 응고를 방지할 수 있음 - 진동부는 적어도 하나의 분절( 分節 )부를 포함하고 있기 때문에 제조 또는 사용 시 용이하게 탈부착이 가능함 146

148 스핀 코팅 기법을 이용한 3D 프린팅 시스템 및 방법 기계소재 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 반도체 공정에서 사용하는 스핀 코 팅 방식을 기존 DLP 방식에 도입 하여 더욱더 정밀하고 편리한 3D 프린트 장치 기술임. 개발단계에 있 으나 기존 스핀 코팅 방식의 신뢰 도와 완성도가 높아 장치의 신뢰성 과 완성도는 기본적으로 보장되어 있음 [국내동향] - 국내 3D 프린터 시장 자체가 형성 단계이고 표준화되어 있지 않음. D LP 방식도 다양한 아이디어를 적용 하면서 시장을 형성해 가고 있음 [해외동향] - 해외 시장도 시장 초기로서 정확 한 시장 규모가 집계되지는 않았 으며 FDM 및 DLP 방식이 가장 활성화되어 있음. 최근 DLP방식을 획기적으로 개선한 CLIP 방식이 개발되는 등 제품의 완성도를 높 이기 위한 노력이 지속되고 있음 - 3D 프린터 시장조사기관인 Wohlers는 3D 프린터 시장이 2010년 13억 달러, 2011년 17억달러에 달했으며, 2015년 37억달러로 평균 21% 증가할 것으로 전망하고 있음 - IT 시장 리서치 회사인 가트너는 201 8년 전세계 3D프린팅 시장 규모가 13 5억달러(한화로 거의 14조)규모가 될 것으로 예상 - 일반적으로 3D프린터(산업용, 개인용) 는 다양한 쓰임새를 가지며 계속해서 시장수요가 늘어날 것으로 전망되고 있음 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 스핀 코팅, 3D프린터, DLP, 3D프린트 Spin coating, 3D printer, DLP Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 숭실대학교 부 서 기계공학과 성 명 안형준 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 대상기술 출원 등록 특허번호 특허명 스핀 코팅 기법을 이용한 3D 프린팅 시스템 및 방법 147

149 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 DLP 방식을 이용한 3D 프린팅 방법 광경화성 수지 표면에 광을 조사 할 때 단면 형태로 조사함으로써, 조형 속도는 빠르나, 조형물의 크기가 클수록 해상도와 정 밀도가 낮아진다는 문제점이 있음 본 기술은 기존 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 레이어의 재료 선택성을 부여하고, 레이어의 두께를 조절하고 레이어를 건조하기 위한, 스핀 코 팅 기법을 이용한 3D장치 기술임 <스핀 코팅 3D 프린터> 본 기술의 진행 단계는 기판 상에 제 1 프린팅 재료를 도포시키는 단계, 스테이지 를 회전시켜 제 1 프린팅 재료에 대응하는 제 1 레이어를 기판 상에 형성하는 단 계, 제 1 레이어 상에 제 2 프린팅 재료를 도포시키는 단계 및 스테이지를 회전시 켜 제 2 프린팅 재료에 대응하는 제 2 레이어를 제 1 레이어 상에 형성하는 단계 를 거침 본 장치에서 회전제어장치는 기설정된 프린팅 공정에 따라 스테이지의 회전 속도 및 회전 방향 중 적어도 하나를 제어하여 레이어의 두께를 조절할 수 있음 프린팅 재료(X)는 분말 및 액체 형태일 수 있으며, 광경화성 수지, 열가소성 수지 148

150 등의 3D 프린팅 재료가 가능함 본 장치의 재료는 여러 종류가 사용될 수 있으며, 이미 설정된 프린팅 공정에 따 라 서로 다른 물질로 이루어진 여러 개의 프린팅 재료를 각각 담고 있는 재료 공 급 장치가 선택적으로 작동될 수 있음 2. 기술의 수준 반도체 공정상에서 사용하는 스핀 코팅 그대로 활용 여러 재료를 혼합하여 사용할 수 있는 다수의 공급장치 회전하는 스테이지에 노즐을 통해 재료를 도포하는 기술 3. 기술의 필요성 3D프린터는 시제품의 제작비용 및 시간 절감, 다품종 소량 생산, 제조공정 간소화 등 많은 장점을 보유하고 있음. 따라서 3D프린팅은 다품종 소량생산과 개인 맞춤 형 제작이 용이한 산업으로, 규모의 경제와 저임 노동비 우위를 가진 전통적인 방 식과 다른 형태의 생산/유통/소비 방식을 탄생시키고 있음. 3D 프린터 자체가 개인 및 산업에 다양한 이익을 가져다 주는 잠재력이 있어 활 용성이 계속 커지고 있고 향후에도 그 사용영역이 어디까지일지 가늠이 안됨. 거 의 전분야에 3D 프린터의 사용이 가능하고 개인의 욕구를 개별적으로 충족시킬 수 있다는 장점에 따라 산업용, 가정용 시장 수요가 폭발적으로 늘어날 것으로 전 망하고 있음. 제 3의 산업혁명을 일으킬 기폭제라 칭할 만큼 3D 프린트 기술은 세계적으로 가장 주목받고 있음 따라서 모든 시장 조사기관이 3D프린터의 성장전망을 높게 보고 있으나 아직은 시장 초기로서 각 방식에 따른 시장 집계가 정확하지 않고 전체적인 규모 내지 개인용 산업용의 큰 분류에 따른 집계가 대부분인 실정임 시장 초기의 특성에 따라 3D 프린팅은 다양한 방식의 기술개발, 기존 방식내에서 의 새로운 기술개발과 같은 신규 기술개발이 가장 활발하게 이루어지는 영역 중 하나임. 특히 원천기술보다는 적용기술 측면에서 신규 아이디어를 적용한 기술 각 축전이 이루어지고 있음. 장치 가격을 낮추고, 조형물 제조시간을 단축하며, 품질 을 향상시키기 위한 제품 본연의 성능향상을 위한 개발 뿐만 아니라 특정분야에 149

151 최적화되기 위한 최적화 기술개발도 함께 이루어지고 있음 본 기술은 기존 DLP 방식이 가지고 있는 품질과 단일 재료를 사용하는 기존 문제 를 해결하기 위해 특정 아이디어를 바탕으로 DLP 장치의 성능을 개선한 기술임. 3D 프린터의 핵심적인 문제인 시간과 품질 부분에서의 개선을 이루었다는 측면에 서 경쟁력을 가짐 4. 기술의 차별성 해상도 향상 - 스테이지의 회전수를 조절하면서 각 층의 두께를 조절할 수 있는데 나노수준까 지의 조절도 가능하여 상당히 높은 해상도를 가짐 복수의 재료 사용 가능 - 기존 DLP 방식이 하나의 재료를 수저에 담아 사용하는데 반해 본 기술은 여러 재료를 동시에 사용할 수 있어 서포터의 문제를 해결할 수 있고, 재료의 낭비도 줄일 수 있는 효과가 있음 150

152 기계소재 분과 자전거주차타워 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 단독 주차입고방식을 복수주차입고도 가능한 주차타워를 2011년08월30일 자전거 리프트장치로 특허등록 - 작은 공간의 부지와 자전거의 종류를 구분하지 않고 주차를 할 수 있는 국 산화로 원형자전거주차타워를 2014년 도 인천광역시 발명아이디어 공모전에 서 동상 수상 - 현재 설계 완료 [국내동향] - 국내 기술성장률은 낮은 수준으로, 대기업 중심으로 관련기술을 도입 하여 전국 주요역사에 건립하였으 나 국내성향과 배치되어 실 효율 이 30%~40%에 머물러 새로운 기술이 필요한 실정으로 사료 [해외동향] - 일본과 유럽 일부 국가를 제외한 나라에의 기술은 거의 자전거 거 치대를 이용하고 있는 실정 - 오랜 시간 쌓아온 엘리베이터 및 자동 차 주차타워의 기술을 접목 구상하여 특허등록, 실용신안 출원상태 년도 세계 자전거시장은 약70조 규모이며 한국의 자전거 시장규모도 5,000억원으로 매년 급성장으로 자전 거 보관시장 수요증가 예상 년부터 2019년까지 10년간 추진 되는 국가 자전거도로 구축사업은 전 체 2,175km이며, 국토종주 자전거 길 은 총 연장 1,757km,, 국가기간 복합 환승센터, 광역복합 환승센터, 일반복 합 환승센터를 건립 또는 예정 년도 조사 자료로 지하철역, 중, 고 및 대학교, 지방자치단체, 등의 50%의 규모를 예상하여도 약7조원 규모의 추정 예측 시장 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ➌개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 자전거주차타워, 자전거주차장치 Bicycle Tower Parking System, Bicycle Parking Device Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 IPS(아이피에스) 부 서 성 명 김성진 직 급 대표 Ⅲ. 특허정보 특허현황 상세현황 구 분 상 태 사업화대상기술관련 특허 총 2 건 출원(등록)일 자 특허번호 대상기술 출원 등록 2015,03, 자전거 주차장치 관련기술 출원 등록 2009,09, 자전거 리프트장치 특허명 151

153 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 l 후크리프트를 적용하므로 원형주차타워에 있어서 중앙부에 위치한 Hoistway를 원둘레 주차구획의 한 공간을 Hoistway로 활용하게 되므로 작은 부지의 효율 을 극대화 할 수 있는 가능한 기술 l 자전거 주차공간을 Pallet를 사용하므로 자전거의 구분 없이 주차시킬 수 있는 기술 l 각층 주차공간인 입고테이블은 상기 후크리프트가 Pallet를 견인 또는 안착시 키며 Hoistway 공간을 형성하는 기술 n 본 기술의 특징은 크게 2가지로 나눌 수 있음 1. 자전거의 종류를 구분 않는 주차능력 주차 Pallet의 V홈과 L자로 제작하여 다양한 타이어의 자전거도 흔들림 없이 주차를 할 수 있는 기술 2. 부지면적이 6.7평으로 타사 16평에 비해 작은 부지를 사용하는 기술 Hoistway를 중앙부에 설치하지 않고 원둘레내측 주차구획의 1대 공간을 활용 하므로 중앙부 공간이 없으므로 전체부지면적이 줄어드는 기술 단 Hoistway 공간만큼 주차능력이 각층 1대 부족 현상과 부지가 적은 만큼 층당 주차면은 다소 떨어지나 층고로 주차면을 보충함 각 층을 회전시키는 구조로 설계를 하므로 원둘레내측 1대 주차공간을 Hoistway 로 사용가능한 기술 2. 기술의 수준 l 입고 시는 개인 아이디 와 패스워드 등록으로 입고 l 출고 시는 등록된 아이디 와 패스워드 입력 후 교통 또는 신용카드로 출고 3. 기술의 필요성 152

154 l 건강을 증진시키고 차량에 의한 환경오염을 줄이기 위하여 자전거 이용이 권장 되고 있어, 이에 따라 자전거를 타는 수요가 늘어나고는 있으나. 그 러나 자전거가 안전하게 보관되는 자전거 주차장이 턱없이 부족하여, 현재는 많은 자전거를 가두 자전거주차장에 보관하고 있으나 도난, 회손 등으로 필요 l 특히, 최근에 판매되는 자전거에는 다양한 기능이 부가되고 안전을 위한 고가 의 재질이 적용되어 높은 가격을 형성하므로, 자전거를 안전하게 보관할 수 있 는 장치에 대한 요구에 따른 필요 l 자전거 이용은 건강을 증진시키므로, 의료비용 감소 효과에 따른 필요 l 자전거 이용은 자동차이용을 대체함으로 자동차 이용으로부터 배출되는 오염물질에 대한 환경비용절감 효과에 따른 필요 l 자동차를 구입하지 않고 자전거를 이용할 경우에 절감되는 구입비용 및 유지관리 비용절감 효과에 따른 필요 l 자동차 기반시설 유지관리 비용 절감 효과에 따른 필요 l 자전거 이용으로 자동차의 이용이 감소되어, 도시의 교통 혼잡을 감소시킴에 따라 통행비용을 절감하는 효과에 따른 필요 l 일반적으로 자동차가 감소하고, 자전거가 증가하면 전체적으로 교통사고 감소에 따른 필요 4. 기술의 차별성 l 기술측면의 촉진 요인 n 자전거 수요가 증가함에 주차서비스에 대한 급격한 요구증가 생산 시 조립모듈화로 건립비용을 대폭 줄임으로 타워의 저가화가 가능 n 자전거주차타워 국산화 다각화로 기술력 주도 리프트 방식은 외국기술에 의존하고 일부 국산화적용하다보니 제대로 동작이 않되 포기하거나 건립하여도 사용 효율이 평균 35%대머물러 국산화가 시급함 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 주차타워의 리프트기술은 고가의 외산 리프트장치에 비해 저렴하게 공급가능 하고 대등한 성능을 제공하는 동시에 사용자의 편의성을 증진시킨 개발을 통하여 해당 타워의 국산화 개발을 촉진시킬 수 있음 153

155 154

156 3D 메탈 프린터의 열처리장치 및 그 구조물 열처리방법 기계소재 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 3D 메탈 프린터의 열처리장치 및 구조물 열처리 방법 기술로서 기 존 메탈 3D 프린팅에서 열처리는 후처리 공정에 들어갔으나 본 기 술은 구조물(3D 형상물)의 가공적 층과정에서 열처리를 실시하여 구조물의 내부까지 열처리를 동 시에 수행할 수 있는 기술임 [국내동향] - 국내 3D 프린터 시장 자체가 형성 단계이고 표준화되어 있지 않음. 메 탈 프린트 시장은 국내 제품이 전 무한 상황이나 금속 기반 가공업체 가 많은 국내상황에서 잠재적 수요 는 큼 [해외동향] - 해외 시장도 시장 초기로서 정확 한 시장 규모가 집계되지는 않았 으며 FDM 및 DLP 방식이 가장 활성화되어 있는 상황에서 소수 의 메탈 프린팅 제품이 출시되고 있음. 대부분 금속분말을 녹이는 방식 - 3D 프린터 시장조사기관인 Wohlers는 3D 프린터 시장이 2010년 13억 달러, 2011년 17억달러에 달했으며, 2015년 37억달러로 평균 21% 증가할 것으로 전망하고 있음 - IT 시장 리서치 회사인 가트너는 201 8년 전세계 3D프린팅 시장 규모가 13 5억달러(한화로 거의 14조)규모가 될 것으로 예상 - 일반적으로 3D프린터(산업용, 개인용) 는 다양한 쓰임새를 가지며 메탈 프린 트의 경우 산업용의 수요가 큰 것이 특징 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 3D프린터, 듀얼 DLP, 3D프린트, DLP Dual DLP, 3D printer, DLP Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 안동대학교 부 서 기계자동차공학과 성 명 김호찬 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 대상기술 출원 등록 특허번호 특허명 3D 메탈 프린터의 열처리장치 및 그 구조물 열처리방법 155

157 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 3D 메탈 프린터를 이용한 금속 구조물은 일부 혹은 전부를 열처리 하는 과정이 필요함. 기존 기술은 프린팅 구조물의 표면에 대해서 열처리가 가능하고 내부는 열처리가 불가능하였음. 기존의 SLS(Selective Laser Sintering) 3D 프린터 장치에 서 층별 열처유니트와 열처리유니트 작동을 제어하는(3D 메탈 프린터 동시 제어) 제어부를 포함하고 있어 필요한 부분의 열처리 혹은 구조물 전체를 열처리 할 수 있음 본 기술은 기존 문제점을 해결하기 위해 적층 가공중에 매층마다 열처리를 수행 하여 구조물의 다양한 물리적 성질을 부여하고 상품성을 향상시키는 목적을 가지 고 있음 <프린팅 구조물의 열처리 예시> 본 메탈 프린터 열처리 장치의 구성은 다음과 같음 금속분말을 레이저로 녹여서 구조물을 적층 가공하는 3D 메탈 프린터 3D 메탈 프린터와 열처리 유니트의 작동을 제어하는 메인 제어부 3D 메탈 프린터를 통한 구조물의 적층 가공과정에서 층별 열처리를 수행하는 열 처리유니트 열처리 유니트가 열처리 작업 진행되는 공간의 분위기를 제어하는 열처리 분위 156

158 기 제어부 열처리 레이저로 가열된 부위에 대한 냉각을 제어하는 냉각 제어부 열처리 레이저의 출력이 설계형태로 출력되도록 하는 평면 열처리 경로 출력부 로 구성됨 <3D 메탈 프린터의 열처리 장치의 구성> 2. 기술의 수준 메탈 프린터의 미세한 각 층마다 열처리하는 기술 각 적층면 중 특정한 부분에 열처리 하는 기술 미세 열처리 제어 기술 열처리 후 냉각 제어 기술 3. 기술의 필요성 3D프린터는 시제품의 제작비용 및 시간 절감, 다품종 소량 생산, 제조공정 간소화 등 많은 장점을 보유하고 있음. 따라서 3D프린팅은 다품종 소량생산과 개인 맞춤 형 제작이 용이한 산업으로, 규모의 경제와 저임 노동비 우위를 가진 전통적인 방 식과 다른 형태의 생산/유통/소비 방식을 탄생시키고 있음 3D 프린터 자체가 개인 및 산업에 다양한 이익을 가져다 주는 잠재력이 있어 활 용성이 계속 커지고 있고 향후에도 그 사용영역이 어디까지일지 가늠이 안됨. 거 의 전분야에 3D 프린터의 사용이 가능하고 개인의 욕구를 개별적으로 충족시킬 수 있다는 장점에 따라 산업용, 가정용 시장 수요가 폭발적으로 늘어날 것으로 전 망하고 있음. 제 3의 산업혁명을 일으킬 기폭제라 칭할 만큼 3D 프린트 기술은 157

159 세계적으로 가장 주목받고 있음 따라서 모든 시장 조사기관이 3D프린터의 성장전망을 높게 보고 있으나 아직은 시장 초기로서 각 방식에 따른 시장 집계가 정확하지 않고 전체적인 규모 내지 개인용 산업용의 큰 분류에 따른 집계가 대부분인 실정임 시장 초기의 특성에 따라 3D 프린팅은 다양한 방식의 기술개발, 기존 방식내에서 의 새로운 기술개발과 같은 신규 기술개발이 가장 활발하게 이루어지는 영역 중 하나임. 특히 원천기술보다는 적용기술 측면에서 신규 아이디어를 적용한 기술 각 축전이 이루어지고 있음. 장치 가격을 낮추고, 조형물 제조시간을 단축하며, 품질 을 향상시키기 위한 제품 본연의 성능향상을 위한 개발 뿐만 아니라 특정분야에 최적화되기 위한 최적화 기술개발도 함께 이루어지고 있음 급부상하는 3D 프린터 시장에서 현재보다는 미래적 가치가 가장 큰 시장이 금속 소재를 이용하는 3D 프린터 시장임. 본 기술은 기본의 SLS 방식을 업그레이드한 기술로서 금속 구조물 제조 이후의 열처리 과정을 생략할 수 있어 효율성과 활용 성을 더욱 높였음. 금속 기반 3D 프린터 시장이 성장하는 기여할 것으로 예상됨 4. 기술의 차별성 구조물 내부 열처리 가능 - 구조물의 제작 과정중의 필요한 층에 열처리를 실시하는 레이어 바이 레이어 열 처리 공정기법을 채택함으로서 구조물의 모든 부분에 대한 열처리가 가능함 구조물 기계적 성질 조절 가능 - 구조물의 부분마다 열처리를 실시할 수 있게 되므로 구조물의 기계적 성질을 사 용자가 원하는 대로 조절할 수 있어 최종 금형 제작후의 열처리보다 적정한 열 처리를 수행할 수 있음 - 금형의 내부,외곽, 코어별로 필요한 기계적 성질에 맞는 열처리를 수행하여 완성 된 금형의 기계적 성질을 구현할 수 있음 158

160 기계소재 분과 2차원 단면 누적을 이용한 3차원 형상 모델링 장치 및 그 방법 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 본 기술은 3차월 모델링을 쉽게 하기 위하여 직접 손으로 스케치 한단면도나 단면의 형태를 나타 내도록 구성한 실물을 촬영하여 2차원 단면 이미지를 생성하고, 이러한 단면 이미지를 조합하여 3차원 형상을 모델링하는 기술임. 또한 스케치외에 블록(block)이라 는 실체 물체로 구조물을 층 단 위로 제작하고 이를 카메라로 촬 영하여 2차원 단면 이미지를 생 성하여 모델링 하는 기술임 [국내동향] - 국내 3D 모델링 기술은 주로 외국 수입제품에 의존하고 있으나 소프 트웨어 잠재력은 큰 편임. 하지만 3 D 모델링 기술 자체가 전문적인 설 계 프로그램 기술을 익혀야 가능 [해외동향] - 해외에서 3D프린터의 활성화를 위해 누구나 쉽게 사용하는 3D모 델링 프로그램을 개발하고 있음. 하지만 기본적으로 성인을 위한 프로그램이며 어린이, 청소년들까 지 포함하는 모델링은 툴은 없음 - 3D 프린터 시장조사기관인 Wohlers는 3D 프린터 시장이 2010년 13억 달러, 2011년 17억달러에 달했으며, 2015년 37억달러로 평균 21% 증가할 것으로 전망하고 있음 - IT 시장 리서치 회사인 가트너는 201 8년 전세계 3D프린팅 시장 규모가 13 5억달러(한화로 거의 14조)규모가 될 것으로 예상 - 3D모델링 기술은 개인 맞춤형 3D프린 터를 위한 필수단계로서 3D프린터 시 장과 맞물려 시장이 활성화 될 것으로 기대됨 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 3D 모델링, 3D프린터, STL, 설계 3D Modeling, 3D printer, STL Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 안동대학교 부 서 기계자동차공학과 성 명 김호찬 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 2 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 차원 단면 누적을 이용한 3차원 형상 모델링 장치 및 그 방법 관련기술 출원 등록 차원 단면 누적을 이용한 3차원 형상 모델링 장치 및 그 방법 159

161 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 기존기술은 3차원 형상 프로그램을 이용하며, 3차원 형상을 모델링하기 위해서는 전문적인 기술이 필요하므로, 전문적인 교육을 받지 않거나 동종 계통의 사용자가 아니라면 3차원 형상을 설계하는 것이 매우 어렵다는 단점이 있음. 기존의 3D 프 린터의 설계 프로그램은 복잡한 형상을 제작하는데 많은 제약이 있으며, 난해한 형상 조작 기술들과 복잡한 구속 조건 등은 기본적인 공학적 소양을 갖춘 기술인 에게도 3차원 형상 모델링을 어렵게 하는 요인으로 작용 본 기술은 누구나 쉽게 모델링을 경험하며 특히 어린이 및 청소년의 교육용으로 사용이 가능한 방법으로 개발하였음. 먼저는 직접 손으로 스케치한단면도나 단면 의 형태를 나타내도록 구성한 실물을 촬영하여 2차원 단면 이미지를 생성하고, 이 러한 단면 이미지를 조합하여 3차원 형상을 모델링함. 또 다른 방법으로 스케치 외에 블록(block)이라는 실체 물체로 구조물을 층 단위로 제작하고 이를 카메라로 촬영하여 2차원 단면 이미지를 생성하여 모델링 하는 기술임 <3차원 모델링 블록 구성도(좌:스케치 이용, 우:블록 이용)> 본 2차원 단면을 이용한 3차원 모델링 장치의 구성은(스케치 이용) 직접 손으로 스케치한 단면도 또는 단면의 형태를 나타내도록 구성한 실물을 160

162 촬영하는 카메라 카메라에 의해 촬영된 이미지에서 외곽선 이미지 추출을 통해 이미지만을 추출 하여 단면 정보를 생성하는 단면 생성부 조작부를 통해 입력되는 조절 정보를 기초로 상기 단면 정보를 조절하는 단면 조절부 조절부에서 조절된 단면을 조합하여 구조물에 대한 형상 데이터를 생성하는 단 면 조합부 단면 조합부에서 생성한 형상 데이터를 3차원 형상 모델링 정보로 변환하여 출 력하는 3차원 형상 모델링부로 구성됨 모델링부는 생성한 형상 데이터를 STL(STereoLithography) 변환을 통해 3차원 캐드(CAD) 정보로 변환하여 3차원 형상 모델링이 가능함 2. 기술의 수준 2차원 평면 스케치 및 블록의 정보를 추출하고 생성하는 기술 추출된 정보를 기반으로 단면 생성 기술 단면을 기반으로 한 형상 생성 기술 형상을 3차원 모델링 정보로 변환하는 기술 3. 기술의 필요성 3D프린터는 시제품의 제작비용 및 시간 절감, 다품종 소량 생산, 제조공정 간소화 등 많은 장점을 보유하고 있음. 따라서 3D프린팅은 다품종 소량생산과 개인 맞춤 형 제작이 용이한 산업으로, 규모의 경제와 저임 노동비 우위를 가진 전통적인 방 식과 다른 형태의 생산/유통/소비 방식을 탄생시키고 있음. 3D 프린터 자체가 개인 및 산업에 다양한 이익을 가져다 주는 잠재력이 있어 활 용성이 계속 커지고 있고 향후에도 그 사용영역이 어디까지일지 가늠이 안됨. 거 의 전분야에 3D 프린터의 사용이 가능하고 개인의 욕구를 개별적으로 충족시킬 수 있다는 장점에 따라 산업용, 가정용 시장 수요가 폭발적으로 늘어날 것으로 전 망하고 있음. 제 3의 산업혁명을 일으킬 기폭제라 칭할 만큼 3D 프린트 기술은 세계적으로 가장 주목받고 있음 따라서 모든 시장 조사기관이 3D프린터의 성장전망을 높게 보고 있으나 아직은 시장 초기로서 각 방식에 따른 시장 집계가 정확하지 않고 전체적인 규모 내지 161

163 개인용 산업용의 큰 분류에 따른 집계가 대부분인 실정임 시장 초기의 특성에 따라 3D 프린팅은 다양한 방식의 기술개발, 기존 방식내에서 의 새로운 기술개발과 같은 신규 기술개발이 가장 활발하게 이루어지는 영역 중 하나임. 특히 원천기술보다는 적용기술 측면에서 신규 아이디어를 적용한 기술 각 축전이 이루어지고 있음. 장치 가격을 낮추고, 조형물 제조시간을 단축하며, 품질 을 향상시키기 위한 제품 본연의 성능향상을 위한 개발 뿐만 아니라 특정분야에 최적화되기 위한 최적화 기술개발도 함께 이루어지고 있음 3D모델링 기술은 개인 맞춤형 3D프린터를 위한 필수단계로서 3D프린터 시장과 맞물려 시장이 활성화 될 것으로 기대됨 4. 기술의 차별성 손쉬운 3차원 모델링 - 블록이라는 실체 물체 구조물을 층 단위로 제작하고 이를 카메라로 촬영하여 2 차원 단면 이미지를 생성하거나 단면 스케치로 2차원 단면이미지를 생성하고 이러한 단면 이미지를 누적하여 3차원 형상을 모델링함으로써, 전문적인 교육을 받지 않은 일반인도 용이하게 3차원 모델링 형상을 설계 가능 - 청소년, 어린이 3차원 모델링 교육용으로도 적합한 기술 사용자 개입 최소화 - 실체 물체를 촬영하여 2차원 단면 이미지를 생성하고, 이를 누적하여 3차원 형상 을 모델링함으로써, 사용자의 개입을 최소화하면서도 편리하게 3차원 형상 모델 링 구현을 도모 162

164 기계소재 분과 히트싱크 및 그 설계방법 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 특장점 시장성 및 제품성 - 히트싱크는 갈수록 단위면적당 발열량이 증가하고 있는 전자장 치, LED, 에너지 시스템 등의 방 열을 위한 모듈 - 냉각시스템의 소형화, 경량화를 위해 기존의 히트싱크 대비 방열 성능은 그대로 유지되게 하면서 도 전체적인 부피는 최소화하는 자연대류 방식의 히트싱크 및 그 설계 방법에 관한 것 -현재 시판되고 있는 히트싱크의 부 피를 25~40%까지 감소시킬 수 있 음 - 히트싱크의 부피는 곧 제품의 부 피 및 경쟁력과 직결된다는 측면 에서 본 발명은 히트싱크를 활용 하는 여러 가지 시스템에 적용되 어 제품경쟁력을 강화시킬 수 있 음 - 최근 전자제품의 소형화로 인하여 부피나 크기는 작아지고 있다. 하 지만 부피나 크기가 작아지는 만 큼 고효율 히트싱크의 필요성이 더욱 더 부각되고 있음 - 히트싱크를 활용하는 여러 가지 시스템에 적용되어 제품경쟁력을 강화시킬 수 있으므로, LED, PC, 노트북, 가전, 이동통신용 모듈 등 에 활용되어 제품의 시장가치를 높이는데 기여할 수 있다. 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 전자장치, LED, 히트싱크 Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 영남대학교 부 서 기계공학부 성 명 변 찬 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 바다 머드를 이용한 친환경 비료릐 제조방법 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 163

165 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 자연대류 히트싱크의 방열 성능을 유지하면서도 부피와 무게를 최소화할 수 있도 록 하는 히트싱크 및 그 설계방법을 제공 베이스와 복수 개의 핀으로 구성되는 히트싱크에서 상기 히트싱크의 물성치 및 형상을 정의하는 단계; 상기 핀의 높이(Hf)를 입력하는 단계; 상기 핀간 간격(s) 및 핀의 두께(t)를 최적화하는 단계; 상기 핀의 열 저항(Rf)을 계산하는 단계; 상기 베 이스 높이(Hb)를 입력하는 단계; 및 상기 베이스 확산 저항(Rb)을 계산하는 단계 를 포함하여 상기 히트싱크의 열 저항(Rt)을 계산하고, 상기 열 저항을 그대로 유 지되게 하면서 히트싱크의 부피감소율을 계산하여 상기 히트싱크의 부피를 감소 하도록 하는 히트싱크 설계방법을 제공 < 히트싱크 구조 사시도> 2. 기술의 효과 기존 히트싱크 대비 방열 성능을 그대로 유지하면서도 히트싱크의 높이를 줄일 수 있는 방법을 제공함 히트싱크의 부피와 무게를 줄일 수 있고 그 결과 히트싱크가 장착되는 시스템의 소형화 경량화가 가능하기 때문에 설치면적의 감소 및 부대 비용 등을 효율적으 로 관리할 수 있는 효과가 있음 164

166 3. 기술의 필요성 최근 전자장비의 성능이 급격히 증가함과 동시에 전자장비의 크기는 줄어들어 전 자장비의 단위면적당 발열량이 급격히 증가하고 있다. 2008년 미국 공군보고서에 따르면, 전자장비 고장 원인의 약 55%가 발열에 의한 고온화에 기인한다. LED 제품의 경우에도 소자의 에너지 효율 및 수명이 온도에 크게 의존하며, 효율 적인 방열 시스템의 구축을 통해 소자의 온도를 낮게 유지할수록 효율 및 수명이 증가하는 것으로 알려져 있다. 자연대류 히트싱크는 단위 면적당 발열량이 낮은 기지국용 모듈, 디스플레이, LED, GPU 등에 널리 쓰이며, 상대적으로 열전달 성능이 낮기 때문에 주로 발열체보다 큰 사이즈의 히트싱크를 활용하여 냉각을 도모한다. 165

167 기계소재 분과 기계식 무단변속기 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 대 동력 전달이 가능한 기계식 무단변 속기 - 광범위한 변속범위 0 ~ 무한대 - 기어로 동력전달 - 95%의 높은 동력전달 효율 - 전기차, 자동차, 선박, 산업기계, 풍력 발전기등 다양한 분야에 적용가능 [국내동향] - 무단변속기 원천기술이 없는 상태 이며, 감속기, 유압시스템, 다단변속 기를 사용하고 있음. [해외동향] - 일본에서 벨트방식 무단변속기를 활발히 개발중에 있으며 연비향 상을 위해 상용화 모델을 확대하 는 중. - 자동차, EV, 풍력, 산업기계등 세계 약 400조 시장이 있는 변속기 분야이며 지속적으로 성장하고 있는 분야임. - 적용분야별 제품화 개발을 진행 하고 있음 - EV, 풍력발전기용 등 친환경기기 용 무단변속기 제품화 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이오 한글 영문 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) ➎제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 무단변속기, 변속기, 트랜스미션, 자동변속기 CVT, transmission, Autotransmission Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 이스트바이크 부 서. 성 명 신용철 직 급 대표이사 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 16건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 관련기술 관련기술 출원 등록 출원 등록 출원 등록 특허번호 무단변속 장치 특허번호 왕복운동이 회전운동으로 변환되는 동력전달장치 특허번호 무단변속 장치 특허번호 허브타입의 무단변속장치 특허번호 무단변속 장치 특허번호 레버크랭크 무단변속장치 특허번호 허브타입의 무단변속장치 특허번호 무단변속장치 속에서 변속범위 및 변속 속도를 제어하는 장치 특허번호 무단변속장치 특허번호 무단변속장치 특허번호 무단변속장치 특허번호 무단변속장치 특허번호 허브타입의 무단변속장치 특허번호 허브타입의 무단변속장치 특허번호 무단변속장치 특허번호 가변핀의 가변범위를 설정하는 장치 166

168 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 단이 없는 무단변속이 되는 기술로서, 변속범위는 0 ~ 무한대의 광범위한 변속을 기어로 동력을 전달하여 대 동력전달이 가능함. 종래 벨트방식 CVT(무단변속기)와 달리 기계적 구조로서 슬립 없는 95%의 높은 동력전달 효율 < 기계식 무단변속기 구조 > 작동원리는 동력원의 회전동력을 전달받아, 링크의 직선 운동하는 가변량을 조절 하여 다시 회전 출력으로 동력을 전달하는 구조. 확보한 기술력 ; 기계식 무단변속기 설계 기술 ; 변속범위에 따른 구성 설계 기술 ; 제어 기술 ; 하우징 설계 기술 ; 요소 부품 설계 기술 2. 기술의 수준 수요처가 요구하는 변속기 사양에 따라 주문제작으로 납품 가능한 수준. 3. 기술의 필요성 친환경 고효율 동력전달장치 필요성 증대로 인한 무단변속기의 기술필요성 증대 불규칙한 사용조건에 최적화 시킬 수 있는 동력전달장치 필요성 증대 전기자동차 및 풍력 발전기 등 친환경 이동기기 발전기기의 효율 높은 성능향상 필요성 증대 167

169 4. 기술의 차별성 세계최초기술(해외 16개국 특허 등록) 대동력전달이 가능한 무단변속기술로서 세계최초 기술임. 기존에 사용되고 있는 다단변속기, 감속기, 유압시스템을 대체 할 수 있는 신기 술로서 기계식 무단변속기가 적용될 경우 20~30% 이상 에너지 효율 향상을 기 대 할 수 있으며 변속 충격 없는 무단변속으로 동력원을 안정적으로 보호 할 수 있음. 5. 제품 적용사례 풍력발전기용 무단변속증속기 개발 납품 사례 EV, 엔진용 무단변속기 개발납품 사례 168

170 고감도 자기센서/에너지 하베스팅용 자기-전기복합체 기술 Ⅰ. 제안기술 개요 기계소재 분과 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 자왜 소재로 이루어진 층과 단결 정의 방향이 층 두께 방향과 일 치하는 압전 단결정으로 이루어 진 층을 포함하는 자기-전기 복 합재료 적층체 - 자외소재로 이루어진 층과 압전단 결정 소재로 이루어진 층을 압전 단결정의 방향을 층 두께 방향과 일치시켜 적층함으로써 높은 횡방 향 압전변형 상수(transverse piez oelectricstrain constant) 전기-기 계 결합계수(electromechanical coupling factor)를 갖게되어 분극 방향과 변형방향이 서로 수직을 이루게 되어 높은 에 너지 밀도를 얻을 수 있음 [국내동향] - 압전 에너지 하베스팅용 에너지 변 환소재는 에너지 하베스팅 성능에 매우 중요한 역할을 하며 높은 압전 성능, 내충격성 및 유연성, 내환경성, 인체 무해성, 친환경성 등이 요구됨 [해외동향] - 압전성질이 기존 PZT보다 우수한 단결정 압전소재가 1990년에 개발 되어 일본의 Kuwata, 미국의 Shro ut 등은 압전 단결정에 대한 연구 를 진행하고 있으며, Mogan사, TR S사에서 상용제품을 출시중이며 국내에서는 세라콤에서 Solid Stat e Crystal Growth법을 새로 개발 하여 PMT-PT 단결정을 제조하여 시판중임 적용제품 및 응용분야 - 무선센서 네트워크, 구조물 건전성 평 가, 자동차 도로, 보행자 도로 등 적용 분야가 대단히 넓음 - 에너지 하베스트에 사용할 수 있는 압 전재료는 약 200여 가지로 전통적인 PZT가 아직 대세이나 효율이나 온도 에 대한 압전재료 성능뿐 아니라 유연 성, 경량, 친환경성 등이 고려되어야 하므로 이를 대체할 압전재료에 관심 집중 시장전망 년 압전에너지 하베스트 시장이 1억 45백만 달러로 예상되며, 2011년 에는 6억 67백만 달러로 성장할 전망 - 압전에너지 하베스터는 2012년 1억개 에서 2022년에는 3억 개로 성장하여 고부가가치 제품으로 성장할 것으로 전망 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이오 한글 영문 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➎제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 에너지하베스팅, 압전, 세라믹스 Energy Harvesting, Piezo, ceramics Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 재료연구소 부 서 기능세라믹연구실 성 명 류정호 직 급 책임연구원 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 12 건 구 분 상 태 출원(등록)일자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 자기전기 복합체 에너지 하베스트 소자용 자기전기 복합재료 적층체 및 그 제조방법 관련기술 출원 등록 에너지 하베스터 층상구조 및 이의 제조 방법 169

171 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 압전-자왜 재료의 결합을 이용한 자기-전기복합체(magnetoelectric composites) 제 조 및 응용기술 이종재료간 계면결합 극대화, 소재 특성 최적화를 통한 자기감도 극대화기술 자기-전기 복합체를 이용한 자기센서, 에너지 하베스터 응용기술 < 자기-전기복합체를 이용한 에너지 하베스팅 기술> 본 기술의 개발 내용은 아래와 같음 ME복합체 적용 MME 하베스팅 소자 시제품 개발 ME복합체 적용 저주파 자기장 센서 시제품 개발 MEMS형 ME복합체 센서 시제품 개발 2. 기술의 특징 금속자왜 재료와 압전 후막을 이용한 ME복합체 구조 규명 압전 단결정의 배향성을 이용한 ME 복합체 및 저주파특성 연구 압전섬유 복합체와 금속 자왜재료 적용 ME 복합체 연구 자기센서, MME에너지 하베스팅 소자 개발 170

172 [결정배향 제어를 이용한 ME복합체의 특성] 3. 기술의 필요성 최근 진동과 같은 주위환경의 기계적인 에너지로부터 전기에너지를 얻는 압전 에 너지 하베스팅 기술은 무선센서, 모발일기기 등에 무선으로 전력을 공급하는 기술 의 필요가 대두됨에 따라 많은 관심을 받고 있음 모바일 기기나 무선센서 네트워크는 지금까지 배터리를 전원으로 사용하여 왔으나 배터리 수명이 짧아 교체가 불편하며 어떤 경우에는 불가능함. 따라서 모바일 기 기나 무선센서의 자가전원으로 에너지 하베스팅이 필요함 4. 기술의 차별성 저비용 공정으로 다양한 어플리케이션 소자 제조가능한 소재기술 - 상온에서 접착성을 가지는 고분자기지에 세라믹입자를 분사하여 성막함으로써 다양한 용도의 소자 제조가 가능, 다양한 어플리케이션에 대한 시제품 제작이 완료되어 개발 완성도가 높은 기술 - 유연성소자에 대한 에너지 하베스팅 뿐만 아니라 디스플레이, LED, 센서, 이차전 지 등 다양한 응용이 가능하고 시제품 개발이 진행되어 완성도가 높은 기술임 171

173 기계소재 분과 고강도 고인성 반응소결 질화규소 제조기술 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 소결 조제 및 계면제어를 통하여 고강도 고인성 반응소결 질화규 소를 제조하는 기술로 고강도/고 인성/내마모 특성이 타 소재와 비교하여 탁월하며 고온/고부하 등의 극한 환경에서 안정적인 성 능을 발휘하는 특성 확인 - 출발물질로서 저가의 금속 실리콘 분말 및 다양한 소결조제들을 사 용하고 반응소결 및 후소결 공정 을 이용하여 가격경쟁력이 우수한 저비용 공정 구현 - 아연도금용 bush bearing, CVD용 절연 bushing, LCD/OLED 공정, s putter용 roller, 국방용 레이더 돔 등의 시제품 제작 완료하는 등 기 술의 완성도가 높은 기술임 [국내동향] - 현재까지 국내산업 현장에서 열전도 도 특성이 고려된 고강도 고인성 질 화규소 세라믹 소재의 필요성이 직 접적으로 요구되지 않은 것에 기인 하여 연구기관 및 기업체에서도 열 전도도 특성이 고려된 질화규소 소 재에 대한 연구는 없었음 [해외동향] - 질화구소 관련 연구기관 및 기업 은 일본이 전세계적으로 가장 우 수한 수준에 도달해 있으며, 일반 적인 소결법의 출발원료가 되는 고순도 질화규소 분말은 일본 우 베(Ube)사의 제품이 세계시장을 석권하고 있는 상황임 적용제품 및 응용분야 구 분 1순위 2순위 적 용 분 야 내마모 부품 절삭공구 적용제품의 예 베어링, Rocker Arm 절삭공구 Tip 시장전망 - 기계구조세라믹의 국내시장은 2012년 8,248억원, 2020년 15,384억원으로 전 망 - 기계가공, 코팅시장 5,000억원, 배기가 스 정화장치 3,700억원, 내마모재/연 마재 3,000억원 등 기계산업군에서 전 체 약 1.2조원대의 시장 형성 - 특히 소재원료 부문에서 산업분야의 다양화와 응용분야의 확대에 따라 2016년 국내 2,553억원, 해외 46억 달 러에이를 것으로 전망되며 연평균 8% 의 견고한 성장 예상 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이오 한글 영문 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➎제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 질화규소, 반응소결법, 세라믹스 Si3N4, Silicon nitride, ceramics Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 재료연구소 부 서 엔지니어링 세라믹연구실 성 명 고재웅 직 급 책임연구원 Ⅲ. 특허정보 특허현황 상세현황 사업화대상기술관련 특허 총 11 건 구 분 상 태 출원(등록)일자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 규소의 입도분포 조절을 이용한 반응소결 질화규소 및 그 제조방법 질화 촉매용 전구체를 이용한 반응소결 질화규소 소결체의 제 조방법 및 이에 의하여 제조되는 나노 구조의 질화규소 다공성 반응소결질화규소 제조 방법 및 그에 사용되는 가소결 규소혼합분말 과립 및 다공성 반응소결질화규소 제조 방법 172

174 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 질화규소 고강도/고인성/내마모 특성이 타 소재와 비교하여 탁월하고 고온/고부하 등의 극 한 환경에서 안정적인 성능을 발휘하는 세라믹 소재 저가의 금속 실리콘 분말 및 다양한 소결조제들을 출발원료로 사용하여 반응소결 및 후소결 공정을 이용하여 가격경쟁력이 우수한 질화규소 세라믹을 제조하는 기 술 < 반응소결 질화규소 제조기술> 본 기술의 개발 내용은 아래와 같음 강화 sintered RBSN 소재 소결조제 시스템 설계 반응소결 질화규소 제조 기술 대형기물 실리콘 성형체 질화 기술 고강도/고인성 질화규소 제조 기술 대형기물 실리콘 성형체 제조 기술 2. 기술의 특징 소결 조제 및 계면제어에 의한 고강도 고인성 반응소결 질화규소 제조 기술 개발 고가의 질화규소 분말을 사용하는 기존의 소재와 비교하여 동등 이상의 열적 기계 적 특성 보유 173

175 구분 경쟁기술 출자기술의 우수성 원료분말소재 소결기술 성형기술 물성 고가의 질화규소 분말 사용 (~$300/kg) 고온 고압소결 (소결후 수축심함) : ~ 15% CIP/Slip Casting (수축률 고려) 소형기물에 적합 곡강도:~1.0 GPa 파괴인성: :~10 MPa m1/2 저가의 실리콘 분말 사용 ($1~2/kg) 반응소결 및 후소결 (소결수축 거의 없음) : 1~2% Near-net shaping 가능 복잡, 대형 기물에 적합 곡강도:1.2 GPa, 파괴인성: :>10 MPa m1/2 3. 기술의 필요성 첨단세라믹스 원료의 일부를 제외하고는 90% 이상이 일본과 중국으로부터 수입 에 의존하고 있으며, 대일 무역수지 적자는 지속적으로 심화되고 있는 상황에서, Si3N4 소재, 공정기술을 기반으로 하여, 상용화를 전제로 한 원료합성과 원료 공 정장비 국산화를 통해 국내의 세라믹 소재부품 기업들이 수입에 의존하고 있는 세라믹스 소재부품의 수입대체를 추진하고, 산업분야의 다양화와 응용분야의 확 대에 따라 후속 실용화 연구개발을 통해 시장의 수요에 대응하여 시장진입을 통 해 매출을 확대함 세라믹 소재원료 부문에서 Si3N4을 비롯한 기계구조세라믹의 소재원료 시장은 산 업분야의 다양화와 응용분야의 확대에 따라 시장규모가 2016년에 국내 2,553억 원, 해외 46억 달러에 이를 것으로 전망되고, 향후 년평균 8%의 견고한 성장세가 지속될 것으로 예상되어 시장전망이 매우 양호함 4. 기술의 차별성 질화규소세라믹스를 저비용 공정으로 제조하는 소재기술 - 질화규소 소재기술은 소결 조제 및 계면제어에 의한 고강도 고인성 반응소결 질 화규소 제조하는 기술로서 고인성, 내산화성, 내열충격성 등 동등 이상의 소재 특성을 발휘하면서, 또한 출발물질을 고가의 질화규소 고순도 분말을 사용하지 않으며, 질화규소 세라믹스를 저온 소결, 단시간 소결, in-situ 방법 등의 저비용 공정으로 제조하는 소재기술임 다양한 어플리케이션에 대한 시제품 제작이 완료되어 개발 완성도가 높은 기술 - 또한, 아연도금용 bush bearing, CVD용 절연 bushing, LCD/OLED 공정 Sputter 용 roller, 국방용 레이돔 등의 시제품제작이 완료되어 기술의 완성도가 기술임 높은 174

176 기계소재 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 요트, 해상 주거시설 등 부유체 안정화 장치 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 -전혀 새로운 개념의 부유체 안정화장치 로서, 주파수와 크기를 실시간 연속적 으로 제어 -요트, 해상주거시설, 함정, 선박, 유람선, 수상부유시설(풍력, 태양광발전) 등에 적용 -무게 균형이 잡힌 편심회전체로 구성되 고 느린 회전속도이므로 동력소요, 소 음 등이 적음 -기술적, 경제적, 친 환경적인 우위를 가 진 새로운 기술로 우리나라의 새로운 브랜드의 창출 가능 -현재까지 부유체 안정화 장치로는 Fin s tabilizer(휜 안정화 장치), Anti-rolling tank(감요탱크), Gyrostabilizer(자이로 안정화 장치) 등 -이중 휜 안정화장치가 가장 많이 쓰이 고 있음 -최근 자이로 안정화장치가 다시 개발되 어 각광을 받고 있음. 고속회전, 기계 적 복잡성, 시동시간 소요, 고가 등의 단점이 있음 -대표적인 용도인 길이 24m 이상 중대 형 요트의 2010 년도의 경우, 배송기 준 시장이 약 40억 유로로 추산 년 판매대수는 412대 -자이로안정화장치의 대당 가격은 $29,9 00~194,900 수준. 다수로 설치될 수 있음. -이용자의 편의성과 작업의 정확성과 직결되는, 멀미나 흔들림과 나아가서 안전성과 관련된 사항임으로, 삶의 질 이 높아질수록 새로운 분야와 작은 크 기로의 수요가 커짐 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 Ⅱ. 기술개발자 정보 요트, 해상주거시설, 부유체 안정화장치, 진폭과 주파수 조정 진동발생기, 레저산업 Yacht, Floating house, Floating body stabilizer, Amplitude and frequency controlled vibrator, Leisure industries 기관명 한국과학기술원 부 서 기계공학과 성 명 곽 병 만 직 급 명예교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 3 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 진폭제어 진동발생기 및 그 방법 관련기술 출원 등록 부유체의 평형유지장치 관련기술 출원 등록 US B2 Balance maintaining equipment for floating body 175

177 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 본 기술은 새로운 발명의 진동발생기와 이들을 조합 구성한 부유체 안정화장치, 그리 고 그 응용에 관한 것임. 제시하는 기술은 요트, 레저보트 등을 포함한 민용 또는 군용의 선박과 해상주거시설 (호텔, 콘도) 등을 포함한 부유체를 진동(횡동요(Rolling) 등)으로부터 안정화시킴. 편심회전체를 이용하는 종래의 진동발생기에서 진동력 크기를 실시간 조정할 수 없는 것과는 달리, 본 기술은 두 편심회전체의 위상차를 이용하여 진동력의 주파 수와 크기를 실시간 연속적으로 제어하는 새로운 기술을 이용하는 것임. 본 기술에 의한 편심회전체 안정화장치는 상기한 기존의 안정화장치와는 확연히 다른 원리로 작동하며, 가격, 안정화 효율, 설치 장소 및 공간 소요, 동력 소요, 시동 시간, 소음 등 다양한 사용자 요구 사항에서 기존의 안정화장치보다 우수. 이는 비교적 단순 한 메카니즘, 무게 균형을 가진 편심회전체의 조합, 저속회전 등으로 가능 2. 기술의 수준 기존의 부유체 안정화장치로는 Fin stabilizer(휜 안정화장치), Anti-rolling tank(감요탱 크), Gyrostabilizer(자이로 안정화장치) 등이 있으며, 이중 Fin stabilizer가 가장 많이 쓰이고 있으나, 이 장치는 통상 선박이 이동시에만 안정화가 가능함. 현재 시장을 확대하고 있는 자이로안정화장치는 자이로스코프 효과를 이용하며 기본 아이디어는 오래전에 나왔으나 (Schlick, 1904), 다시 개발되기 시작하여 각광을 받고 있음. 진동 감소율이 80~90%로 선전되고 있음. 고속회전이 필요함으로 시동시간이 3 0~40분이 소요되며, 기계의 복잡성이 크고 고가임 현재 국내에서는 감요탱크와 휜 안정화 등의 연구소 연구사례와 일부 회사에서 경비 정 등에의 설치사례가 있는 수준이고 새로운 연구개발은 없는 실정임. 본 신청 기술의 기계는 단순한 편이고, 저속회전하며, 회전체 무게가 균형을 이루기 때문에, 동력소모가 적고, 소음이 적은 등, 경제적이고 친환경적임. 진동감소율은 80~9 0% 정도로 평가 됨. 176

178 3. 기술의 필요성 부유체 안정화기술은 몇 가지 전통적으로 쓰고 있는 것이 있으나, 기술의 만족도와 적용성에 있어서 아직 성숙한 단계가 아님. 보다 우수한 다른 기술의 출현이 가능함 중형급 요트와 몇 가지 적용분야에 치중되어 있는 상황이며, 새로운 기술의 출현에 따라 새로운 적용분야로의 확대가 일어나고 있음 작업자나 이용자의 편의성과 작업의 정확성과 직결되는 요구 즉 멀미나 흔들림과 부 유체의 안전성과 관련된 사항임으로, 삶의 질이 높아질수록 수요가 커질 것이 자명함 앞으로의 시장 발전성이 매우 큼: 첫째 요트 분야에서 현재는 중대형 요트가 주요 수요처이지만, 수요자의 늘어나는 안정화의 욕구에 부응하여 중대형의 경우 안정화장치는 필수품이고, 규모가 작은 요트 와 다른 용도의 모터보트 등으로 수요가 점점 커지고 있는 추세. 둘째 안정화장치의 시장은 새로운 적용분야가 항상 가능하며, 해상 주거 시설(호텔, 콘도, 해상 도시 등), 고기잡이 선박, 유람선, 해상 원유하역부유체, 함정, 수상발전설비 (풍력, 태양광) 등으로 새로운 수요처가 창출 될 것임. 셋째 안정화장치의 기술은 진화하고 있는 분야이고 본 신청 기술은 기존의 안정화 장치에 비해 기술적, 경제적, 친환경적인 우위를 가진 새로운 기술임으로, 우리나라의 새로운 브랜드로서 국제 시장 영역을 창출할 수 있을 것이 크게 기대됨. 4. 기술의 차별성 본 기술의 편심회전체 안정화장치는 상기한 기존의 안정화장치와는 확연히 다른 원리 로 작동하는 것임. 가격, 안정화 효율, 설치 장소 및 공간 소요, 동력 소요, 시동 시간, 소음 등 다양한 사용자 요구 사항에서 기존의 안정화장치보다 우수함으로 예상. 그 이유는 첫째 기구가 비교적 단순하고, 둘째 편심회전체 두 개를 서로 지름 반대 편에 연결하여 무게의 밸런스를 이루는 구성이기 때문에 구동 동력이 크게 소요되지 않으며, 셋째로 부유체의 진동 주기에 해당하는 저속 회전을 하기 때문임. 결과적으로 독창적 기술로 세계 시장에 새로운 영역을 구축할 수 있고 우리나라 고유 브랜드로 발전할 것이 크게 기대됨. 177

179 기계소재 분과 주석류 입자를 함유하는 탄소 섬유를 포함하는 이차전지 음극 활물질, 이를 포함하는 이차전지 및 그 제조방법 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 주석, 주석 합금 및 주석 화합물 중 적 어도 어느 하나의 주석류 입자를 함유 하는 탄소 섬유를 포함하는 이차전지 음극 활물질 - 주석류가 탄소 섬유 내부에 함유되어 부피 팽창이 억제된 이차전지 음극 활 물질 제조 가능 - 탄소 물질을 추가로 포함하여 전기 전 도도가 향상된 음극 활물질 제공 - 고용량화 위한 실리콘이나 주석 계를 기반으로 하는 비탄소계 음 극 활물질 연구와, 고출력화 위한 탄소계 기반으로 전자전도와 이 온전도가 우수한 전극재료 개발 [국내동향] - 접을 수 있는 플렉시블 배터리를 개발하고 상용화단계 진입 중 [해외동향] - 안정성이 검증된 2차전지 개선법과 신소재를 이용한 새롭고 안전한 전 지 개발 지속적으로 추진 중 - 글로벌 배터리 시장은 한국, 일본 및 중국이 주도하는 시장으로 재 편되고 있으며, 소형 이차전지 분 야에서는 삼성SDI 등 국내기업들 의 활약 뛰어남 - 2차 전지에 사용되는 음극재 시 장은 2014년 1.1조원에서 2020년 에 3.3조원으로 증가할 것으로 전 망 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 주석, 탄소 섬유, 이차전지, 음극 활물질 Sn, Carbon Fiber, Secondary Battery, Negative Active Material Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한국과학기술원 부 서 전기 및 전자공학부 성 명 김일두 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 주석류 입자를 함유하는 탄소 섬유를 포함하는 이차전지 음극 활물질, 이를 포함하는 이차전지 및 그 제조방법 178

180 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 - 고용량의 전극 활물질이 Li과의 반응시 최소 100~300% 정도의 부피 팽창이 동반되 지만, 주석 화합물이 탄소 섬유 내부에 함유되어 부피 팽창이 억제된 이차전지 음극 활물질 제조 가능 - 급속 열처리를 적용하여 조대한 나노 입자와 미세한 나노 입자들이 공존할 수 있음 - 탄소 물질을 추가로 포함하여 전기 전도도가 향상됨 2. 기술의 수준 - 주석은 녹는점이 로 매우 낮으며, 열처리 유지 시간이 길어짐에 따라, 주석 입자의 성장이 매우 균일하고 조대하게 일어남 - 열처리 후에 얻어지는 나노 섬유의 X선 회절 결과에서 볼 수 있듯이, 주석의 특성 피크인 Sn (200), Sn (101), Sn (220), Sn(211)의 피크가 매우 잘 형성되어짐 - 열압착으로 통해 섬유 간의 접합 특성이 우수하고, 하부 집전체에 밀착이 되어 기계 적인 안정성이 높은 음극 활물질 전극 형성 C-rate에서 측정된 음극 활물질은 100 사이클에서도 800mAh/g 이상의 높은 용 량값을 유지 3. 기술의 필요성 - 이차전지의 수명을 늘리기 위한 고용량 전극 활물질에 대한 관심이 증가 - 음극 활물질로 이용되는 탄소계 소재의 이론용량 값이 372mAh/g으로 제약되기 때 문에, Si, Sn, Al과 같은 고용량 소재들이 복합화 되어있는 음극 활물질을 제조하려 는 필요성이 증대 - 고용량 전극 활물질의 경우 큰 부피 팽창을 동반하는 경우가 많아, 이로 인해 전극 179

181 판에서 탈리가 되거나 사이클 수명이 급격히 떨어지는 문제를 수반 4. 기술의 차별성 - 주석류 입자를 탄소 섬유 내부에 포함함으로써, Li과의 반응 시에 발생하는 부피 변 화를 최소화 할 수 있음 - 탄소 섬유 내에 있는 주석류 입자의 함유량을 손쉽게 조절함으로써 이차전지의 용 량 조절이 용이 - 주석류 입자가 탄소 섬유 내부에 전기적으로 연결되어 있어, 전자 전달이 매우 용이 한 구조를 가져 사이클 특성이 매우 우수 180

182 유리 소재를 이용한 3D 프린터 및 성형물의 제조방법 기계소재 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 유리 와이어를 원료로 하여 열적 내구성, 화학적 내구성 및 내산화성 이 우수하고 질감이 뛰어난 성형물 을 제작할 수 있는 3D 프린터 및 이를 이용한 각종 성형물(머시너블 유리, 인조치아)의 제작방법에 관한 기술임 [국내동향] - 국내 3D 프린터 시장 자체가 형성 단계이고 표준화되어 있지 않음. F DM 방식이 가장 많은 제품군을 보 유하고 있으나 유리를 소재로 한 F DM은 아직 출시 되지 않음 [해외동향] - 해외 시장도 시장 초기로서 정확 한 시장 규모가 집계되지는 않았 으며 FDM 및 DLP 방식이 가장 활성화되어 있음. 세계적으로도 유리를 소재한 FDM 방식은 아직 까지는 없음 - 3D 프린터 시장조사기관인 Wohlers는 3D 프린터 시장이 2010년 13억 달러, 2011년 17억달러에 달했으며, 2015년 37억달러로 평균 21% 증가할 것으로 전망하고 있음 - IT 시장 리서치 회사인 가트너는 201 8년 전세계 3D프린팅 시장 규모가 13 5억달러(한화로 거의 14조)규모가 될 것으로 예상 - 일반적으로 3D프린터(산업용, 개인용) 는 다양한 쓰임새를 가지며 계속해서 시장수요가 늘어날 것으로 전망되고 있음 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 유리소재, 유리섬유, 3D 프린트, 인공치아, 머시너블 glass material, glass fiber, 3D 프린터, Machinable Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한국세라믹기술원 부 서 엔지니어링세라믹센터 성 명 김형준 직 급 책임연구원 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 3 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 D 프린터 및 이를 이용한 머시너블 유리 세라믹 성형물의 제조방법 3D 프린터 및 이를 이용한 인조치아의 제조방법 관련기술 출원 등록 D 프린터 및 이를 이용한 성형물의 제조방법 181

183 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 유리 와이어를 원료로 하여 열적 내구성, 화학적 내구성 및 내산화성이 우수하고 질감이 뛰어난 성형물을 제작할 수 있는 3D 프린터 및 이를 이용한 성형물(머시 너블 유리, 인조치아)의 제작방법 인쇄 헤드는, 원료인 유리 와이어가 유입되는 유입구와, 유입구로 유입된 유리 와 이어를 가열하기 위한 가열수단과, 유리 와이어가 융융되는 공간을 제공하는 용융 로와, 용융로 하부에 연결되어 용융 유리를 일시적으로 저장하기나 목표하는 양만 큼 배출하기 위한 노즐을 포함할 수 있으며, 용융로는 내열재로 이루어진 외부 프 레임과 도가니 모양의 내부 프레임을 포함할 수 있고, 상기 내부 프레임은 용융 유리가 붙는 현상을 억제하기 위하여 접촉각이 낮은 백금(Pt) 또는 흑연으로 이루 어지거나, 백금(Pt) 또는 DLC(diamond likecarbon)로 표면이 코팅된 물질로 이루 어짐 노즐은 내열재로 이루어진 외부 프레임과 깔때기 모양의 내부 프레임을 포함할 수 있으며, 내부 프레임은 용융 유리가 붙는 현상을 억제하기 위하여 접촉각이 낮 은 백금(Pt) 또는 흑연으로 이루어지거나, 백금(Pt) 또는 DLC(diamond like carbo n)로 표면이 코팅된 물질로 이루어짐 <인쇄헤드 유닛> 본 기술의 구성요소는 기존 FDM 프린터의 장치의 프레임과 유사하되 유리소재를 이용하는 것을 감안하여 182

184 원료인 유리 와이어를 공급하기 위한 원료공급장치 원료공급장치로부터 공급되는 유리 와이어를 이송하기 위한 이송장치 이송장치에 의해 이송된 유리 와이어를 용융하여 노즐을 통해 배출하기 위한 인쇄헤드 인쇄 헤드의 노즐을 통해 배출되는 용융 유리가 순차 적층되어 목표하는 형태 로 성형되는 공간을 제공하는 작업대 이송장치와 상기 인쇄 헤드의 동작을 독립적으로 제어하기 위한 제어장치로 구 성됨 2. 기술의 수준 고 용융점을 감안한 내구성 강화 인쇄 헤드 설계 기술 유리 소재를 감안한 노즐 기술 특정 성형물을 제조하기 위한 유리 소재 기술 3. 기술의 필요성 3D프린터는 시제품의 제작비용 및 시간 절감, 다품종 소량 생산, 제조공정 간소화 등 많은 장점을 보유하고 있음. 따라서 3D프린팅은 다품종 소량생산과 개인 맞춤 형 제작이 용이한 산업으로, 규모의 경제와 저임 노동비 우위를 가진 전통적인 방 식과 다른 형태의 생산/유통/소비 방식을 탄생시키고 있음. 3D 프린터 자체가 개인 및 산업에 다양한 이익을 가져다 주는 잠재력이 있어 활 용성이 계속 커지고 있고 향후에도 그 사용영역이 어디까지일지 가늠이 안됨. 거 의 전분야에 3D 프린터의 사용이 가능하고 개인의 욕구를 개별적으로 충족시킬 수 있다는 장점에 따라 산업용, 가정용 시장 수요가 폭발적으로 늘어날 것으로 전 망하고 있음. 제 3의 산업혁명을 일으킬 기폭제라 칭할 만큼 3D 프린트 기술은 세계적으로 가장 주목받고 있음 따라서 모든 시장 조사기관이 3D프린터의 성장전망을 높게 보고 있으나 아직은 시장 초기로서 각 방식에 따른 시장 집계가 정확하지 않고 전체적인 규모 내지 개인용 산업용의 큰 분류에 따른 집계가 대부분인 실정임 시장 초기의 특성에 따라 3D 프린팅은 다양한 방식의 기술개발, 기존 방식내에서 의 새로운 기술개발과 같은 신규 기술개발이 가장 활발하게 이루어지는 영역 중 183

185 하나임. 특히 원천기술보다는 적용기술 측면에서 신규 아이디어를 적용한 기술 각 축전이 이루어지고 있음. 장치 가격을 낮추고, 조형물 제조시간을 단축하며, 품질 을 향상시키기 위한 제품 본연의 성능향상을 위한 개발 뿐만 아니라 특정분야에 최적화되기 위한 최적화 기술개발도 함께 이루어지고 있음 본 기술은 FDM 프린터 방식의 원리를 공유하고 있으나 소재를 유리로 사용하면 서 유리를 이용한 제품 프린팅을 가능하게 만든 제품임. 유리 소재를 이용하여 인 공뼈, 치아, 조명기구, 머시너블 유리등의 다양한 유리 소재 기반 제품을 3D프린 터로 프린팅할 수 있는 계기를 만듦 4. 기술의 차별성 유리 소재 이용 FDM 프린팅 - 기존의 FDM 프린팅 소재가 주로 플라스틱을 사용하였으나 본 기술은 유리를 와이어 형태로 만들어 유리소재 기반 제품을 만들 수 있는 장치 기술임 소재 특화적인 장치 구성 - 유리 소재가 가지고 있는 높은 용융점을 감안하여 인쇄헤드 및 노즐의 기술력 이 필요함. 높은 온도를 지속적으로 견디면서 정밀한 프린팅을 해야 하기 때문 에 유리 소재에 맞는 인쇄헤드와 노즐을 개발하고 구성하였음 184

186 유연 디스플레이 패널을 이용한 팔뚝 장착형 스마트기기 기계소재 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 유연 디스플레이 패널을 이용한 팔뚝 장.착형 스마트기기 기술로 서 팔뚝에 장착하여 유연 디스플 레이 패널을 통해 사진, 영상, D MB(Digital Multimedia Broadcast ing), 인터넷, 영화, 게임 등의 고 화질 컨텐츠(contents)를 대화면 으로 즐길 수 있는 기술 [국내동향] - 국내에서 플렉서블 디스플레이를 주도하고 있는 회사는 LG, 삼성이 며 주로 핸드폰에 적용되어 이용되 었음. 웨어러블로서의 플레서블 디 스플레이는 적용된 바 없음 [해외동향] - 해외에서는 일본과 중국이 OLED 를 이용한 플렉서블 디스플레이 를 개발중이며 OLED외에 전자종 이 형태의 소자도 개발중임. 해외 역시 웨어러블에서의 적용은 아 직 출시되지 않았음 - 본 기술의 적용제품은 팔뚝 장착형 기기로서 웨어러블 시장군에 속해 있 음 - IT 시장 리서치 회사인 가트너는 지금 까지 주로 팔찌, 시계형태의 웨어러블 이 많이 팔렸다면 앞으로는 셔츠형태 의 웨어러블 시장이 확대될 것으로 전 망하고 있음 - 향후 입는 개념으로서의 IT기기는 셔 츠 뿐만 아니라 다양한 형태로 출현할 잠재력을 가지고 있고 본 팔뚝형 장착 제품도 그 중의 하나임 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 플렉시블 디스플레이, 유연 디스플레이, 웨어러블 flexible display, wearable device Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한국세라믹기술원 부 서 엔지니어링세라믹센터 성 명 김형준 직 급 책임연구원 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 유연 디스플레이 패널을 이용한 팔뚝 장착형 스마트기기 185

187 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 본 발명은 유연 디스플레이 패널을 이용한 팔뚝 장착형 스마트기기에 관한 것으 로,팔뚝에 장착하여 유연 디스플레이 패널을 통해 사진, 영상, DMB(Digital Multim edia Broadcasting), 인터넷, 영화, 게임 등의 고화질 컨텐츠(contents)를 대화면으 로 제공할 수 있는 스마트기기 본 발명은 두루마리가 가능한 유연 디스플레이 패널을 포함하는 모바일 기기와, 모바일 기기를 수납하는 공간이 있고 유연 디스플레이 패널이 움직이는 통로 역 할을 하는 채널부가 구비되어 있는 몸체부로 구성되어 있음 몸체부 하부에 구비되고 사용자의 팔뚝과 접촉하는 부위로서 적어도 일부 단면이 반원형 형태를 이루는 마운팅부를 포함하며 유연 디스플레이 패널은 채널부를 따 라 외부로 펴져 나옴과 상기 몸체부 내부로의 삽입이 이루어질 수 있는 특징이 있음 <팔뚝 장착형 스마트기기 예시> 팔뚝 디스플레이를 모바일기기로 활용시 모바일 기기는 유연 디스플레이 패널과, 무선 통신을 지원하기 위한 통신 모듈과, 모바일 기기의 전반적인 동작을 제어하 기 위한 제어 모듈과, 모바일 기기에 구동 전원을 공급하기 위한 전원공급수단과, 모바일 기기에 구동 전원을 인가하는 역할을 하는 전원 모듈을 포함할 수 있음. 유연 디스플레이 패널은 상기 모바일 기기에 의해 생성한 데이터를 출력하는 출 력 수단이며, LCD(Liquid Crystal Display) 및 OLED(Organic LED) 중에서 선택된 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있음 186

188 2. 기술의 수준 디스플레이용 기판 소재는 100마이크로미터 이하의 유리, 금속 등이 사용 손목에서 팔뜩까지 장착이 가능하여 베터리를 넣을 공간이 충분하여 오랜 사용성 을 가질 수 있음 팔뚝 장착 케이스 소재는 다양한 재질과 컬러가 가능 3. 기술의 필요성 웨어러블은 현재 시계, 팔찌의 형태로 대중화 되었고 이외의 용도를 위한 제품이 개발되고 있음. 플렉서블 디스플레이는 기판의 곡률반경의 한계로 커브드 TV나 일부 스마트폰에 제한적으로 이용되고 있음 팔뚝은 특성상 작은 곡률반경을 가진 기판을 활용할 수 있는 부위로서 이미 개발 된 플렉서블 기판으로도 적용이 가능함. 아울러 웨어러블 기기의 새로운 적용점을 찾아낸다는 점에서 시장 잠재력이 있음 팔뚝에 장치를 다는 경우는 기존 소설이나 영화, 만화 등에 종종 등장하였으며 팔 뚝에 기기를 도입했을 때 상당한 안정성과 불편함을 해소할 수 있음 4. 기술의 차별성 팔뚝 장착 화면으로 다양한 컨텐츠 감상 - 팔뚝에 장착하여 유연 디스플레이 패널을 통해 사진, 영상, DMB(Digital Multime dia Broadcasting), 인터넷, 영화, 게임 등의 고화질 컨텐츠(contents)를 대화면으 로 제공 유연 디스플레이 적용 - 본 발명의 팔뚝 장착형 스마트기기는 얇고 가벼우며 유연하여 휘거나 감을 수 있고, 내충격성이 강하여 기계적 특성(mechanical properties)이 우수하며, 깨지지 않고 구부릴 수 있어 두루마리 형태로 말림이 가능한(rollable) 특징을 갖는 유연 디스플레이 패널을 사용한다. 유연 디스플레이 패널을 적용함으로써, 유연성이 좋아 두루마리 처럼 말아 감을 수 있는 특성을 가지므로 보관이 용이하고, 기기 의 부피를 최소화할 수 있으며, 무게가 가벼워 사용자가 휴대하기에 용이 디스플레이 보호 및 탈부착 가능 - 팔뚝 내부에 디스플레이를 넣어 보호되기 때문에 강화유리를 따로 적용하지 않아 도 되며 필요시 팔뚝에서 탈착하여 테블릿으로도 사용할 수 있음 187

189 기계소재 분과 FDM-3D 프린트용 필라멘트 소재 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 본 기술은 3D 프린터를 이용하여 제조한 성형품에 사용되었던 소 재가 바이오 분야 특히, 인공치아 등을 제조하기에는 부적합한 문 제가 있었는 바, 생체 적합성이 우수하면서도 높은 기계적 물성 을 만족시킬 수 있는 3D 프린터 용 소재 기술임 [국내동향] - 국내 3D 프린터 시장 자체가 형성 단계이고 표준화되어 있지 않음. F DM 방식이 가장 많은 제품군을 보 유하고 있으며 FDM에 따른 소재도 다양화되고 있으나 생체적합성 소 재를 이용한 필라멘트는 거의 없음 [해외동향] - 해외 시장도 시장 초기로서 정확 한 세부 시장 규모가 집계되지는 않았으며 FDM방식이 가장 활성 화 되어 있고 소재는 주로 플라 스틱 복합재료가 다수이며 생체 재료는 치과에 적용하는 재료가 일부 있음 - 3D 프린터 시장조사기관인 Wohlers는 3D 프린터 시장이 2010년 13억 달러, 2011년 17억달러에 달했으며, 2015년 37억달러로 평균 21% 증가할 것으로 전망하고 있음 - IT 시장 리서치 회사인 가트너는 201 8년 전세계 3D프린팅 시장 규모가 13 5억달러(한화로 거의 14조)규모가 될 것으로 예상 - FDM 방식의 소재 필라멘트 재료는 F DM 장치의 보급 활성화로 인해 재료 소모가 증가할 것으로 보이며 생체적 합성 재료 또한 기존 장치를 활용할 수 있어 시장 진입이 용이할 것으로 전망 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 FDM, FFF, 필라멘트, 생체적합성, 3D프린터, 소재, 인공치아, 임플란트 FFF, FDM, Filament, biocompatibility, 3D printer, material, dental implant Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한국세라믹기술원 부 서 기업협력센터 성 명 박주석 직 급 책임연구원 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 대상기술 출원 등록 특허번호 특허명 FDM-3D 프린트용 필라멘트 수지 조성물, 이를 포함하는 FDM-3D 프린트용 필라멘트 및 이를 이용하여 제조한 FDM-3D 프린팅 성형물 188

190 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 기존에 FDM 프린터 소재로서 일반적으로 사용되는 ABS(Acrylonitrile butadiene s tyrene), PC(polycarbonate) 등은 인공치아, 인공골격 등을 3D 프린팅시켜 제조하 기에는 얻고자 하는 물성을 만족시키지 못할 뿐만 아니라, 생체 적합성이 떨어지 는 문제가 있음 또한 인체 및 환경에 무해한 열가소성 수지를 이용한 3D 프린터용 필라멘트에 대 한 기술이 개발되고 있으며, 이러한 소재로서 PLA를 사용한 기술이 공개된 바 있 으나, PLA가 가수분해되며, 기계적 물성이 낮은 바, 인공치아, 임플란트, 보형물 등 의 높은 기계적 물성을 요구하는 성형품으로 사용하기에 적합하지 않은 문제가 있음 본 기술의 FDM(Fused Deposition Modeling)-3D 프린트용 필라멘트 수지 조성물 은 세라믹 필러 및 생체 적합성 바인더 수지를 포함함 위의 수지 조성물 외에 안료, 열가소성 수지, 평균길이 10 nm ~ 1,000 nm의 탄소 섬유, 무정형 칼슘포스페이트 및 글라스 프릿 중에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 포함할 수 있음 본 조성물을 통하여 인공치아, 임플란트를 제조하는 기술을 포함하고 있음 2. 기술의 수준 수지 조성물 혼합 기술 인조치아용 수지 조성 기술 세라믹 필러 제조 기술 3. 기술의 필요성 3D프린터는 시제품의 제작비용 및 시간 절감, 다품종 소량 생산, 제조공정 간소화 등 많은 장점을 보유하고 있음. 따라서 3D프린팅은 다품종 소량생산과 개인 맞춤 형 제작이 용이한 산업으로, 규모의 경제와 저임 노동비 우위를 가진 전통적인 방 식과 다른 형태의 생산/유통/소비 방식을 탄생시키고 있음. 189

191 3D 프린터 자체가 개인 및 산업에 다양한 이익을 가져다 주는 잠재력이 있어 활 용성이 계속 커지고 있고 향후에도 그 사용영역이 어디까지일지 가늠이 안됨. 거 의 전분야에 3D 프린터의 사용이 가능하고 개인의 욕구를 개별적으로 충족시킬 수 있다는 장점에 따라 산업용, 가정용 시장 수요가 폭발적으로 늘어날 것으로 전 망하고 있음. 제 3의 산업혁명을 일으킬 기폭제라 칭할 만큼 3D 프린트 기술은 세계적으로 가장 주목받고 있음 따라서 모든 시장 조사기관이 3D프린터의 성장전망을 높게 보고 있으나 아직은 시장 초기로서 각 방식에 따른 시장 집계가 정확하지 않고 전체적인 규모 내지 개인용 산업용의 큰 분류에 따른 집계가 대부분인 실정임 시장 초기의 특성에 따라 3D 프린팅은 다양한 방식의 기술개발, 기존 방식내에서 의 새로운 기술개발과 같은 신규 기술개발이 가장 활발하게 이루어지는 영역 중 하나임. 특히 원천기술보다는 적용기술 측면에서 신규 아이디어를 적용한 기술 각 축전이 이루어지고 있음. 장치 가격을 낮추고, 조형물 제조시간을 단축하며, 품질 을 향상시키기 위한 제품 본연의 성능향상을 위한 개발 뿐만 아니라 특정분야에 최적화되기 위한 최적화 기술개발도 함께 이루어지고 있음 본 기술은 FDM 프린터 방식에서 생체적합성 재료를 이용하여 인조치아, 뼈와 같 은 바이오 제품을 만드는데 활용할 수 있음. 3D프린터의 의학적 이용은 개인 맞 춤형이 가능하여 더욱 활발하게 이루어질 것으로 보이는 가운데 생체적합성 재료 의 필요성은 높아지고 있음 4. 기술의 차별성 FDM 방식의 생체 적합성 재료 - FDM 프린팅 생체적합성 재료를 개발하고 이를 이용한 인공치아, 임플란트에 활 용 하였음 다양한 수지 조성비 - 생체재료의 사용처에 따라 수지 조성물을 다양하게 구성하여 잠재적으로 활용 성을 높일 수 있음 190

192 입자 분급 시스템 (Apparatus for classifying particle) 기계소재 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 입자의 크기 측정을 실시간으로 할 수 있는 종래의 계측 장비는 DMA(D ifferential Mobility Analyzer)가 있으 나, 디젤 차량의 매연의 경우 빠른 시간 내에 매연의 입자 크기와 농도 가 수시로 변함으로 측정이 용이하 지 않음 - 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하 여 본 발명에서는 공기 포화기(satur ator)와 응축기(condenser)를 분리하 여 구성함으로써, 입자 분석의 정확 도 및 속도 향상 - 초미세 입자 측정기 시장은 지속적으 로 성장할 것으로 전망됨. - 특히, 국내 시장의 경우 해외 시장 대비 시장 점유기 낮은 상황 년 기준 세계 시장은 1,401억불 에 이를 것으로 전망되며, 국내 시장 은 66억불에 이를 것으로 전망됨. - 입자 분급 시스템 관련 기술은 디 젤 매연 농도를 측정하거나, 대기 오염을 측정하는 기술분야의 제품 에 적용될 수 있음. - 또한 반도체 클린룸과 같은 제조 설비에 적용될 수 있음. - 환경에 규약이 많아지고, 수준이 높아짐에 따라 제품화 및 시장 전 망에 가속도가 붙을 것으로 예상 됨. 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 입자, 분급 particle, classify Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한양대학교 ERICA 산학협력단 부 서 기계공학과 성 명 안강호 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 6 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 입자 분급 시스템 관련기술 출원 등록 입자 분급 장치 관련기술 출원 등록 입자 분급 장치 관련기술 출원 등록 섬유 형상 입자의 분리 방법 및 시스템 관련기술 출원 등록 입자 분리 장치 및 이를 이용한 섬유형상 입자의 분리방법 관련기술 출원 등록 입자 포집 장치 191

193 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 입자의 크기 측정을 실시간으로 할 수 있는 종래의 계측 장비는 DMA(Differential Mobility Analyzer)가 있으나, 디젤 차량의 매연의 경우 빠른 시간 내에 매연의 입 자 크기와 농도가 수시로 변함으로 측정이 용이하지 않음 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 공기 포화기(saturator)와 응축기(condenser)를 분리하여 구성함으로써, 입자 분석의 정확도 및 속도 향상 가. [입자 분급 장치의 개념도] 2. 기술의 수준 특 징 장 점 포화 입자 분급장치로 인입되는 공기 공 급부에 공기 포화기를 배치하여 공기가 포화 증기가 되도록 포화시키고, 분급입자 배출홀 에 응축기를 제공하여 입자 분급장치로부터 분류되어 배출되는 에어로졸 입자를 응축시 킴. 응축된 에어로졸입자는 검출기에서 검출 되고 유량 조절기에 의해 유량이 조절됨 입자 분급장치에서 분급된 입자 개수 의 정확한 측정 가능 분류된 입자가 포화부를 거치는 과정 이 생략되어 종래보다 빠른 시간에 입 자의 개수(발생량)와 크기 및 분포 파악 가능 192

194 입자 분급 장치의 구조도 [입자 분급 장치의 사시도] [입자 분급 장치 확대단면도] 3. 기술의 필요성 입자 분급 시스템 관련 기술은 디젤 매연 농도를 측정하거나, 대기 오염을 측정하 는 기술분야의 제품에 적용될 수 있음. 또한 반도체 클린룸과 같은 제조 설비에 적용될 수 있음. 환경에 규약이 많아지고, 수준이 높아짐에 따라 제품화 및 시장 전망에 가속도가 붙을 것으로 예상됨. 4. 기술의 차별성 구 분 기 술 명 기술개요 기술 특장점 경쟁기술 DMA(Differential Mobility Analyzer) 입자의 전기 이동도를 이용하여 입자이동의 편차를 분급하는 방법 미세한 나노입자 계측에 대한 정확도 및 정밀도가 우수하고 나노미터 크 기의 입자 분포 측정과 분급에 매우 우수한 성능을 가짐 그러나 오염원 발생 시 즉각적인 대처가 불가능했고, 장비 크기도 커 실제 양산공정에 적용하기 힘든 한계 가짐 도 면 193

195 기계소재 분과 복합 구조체, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 리튬이차 전지 전극 소재의 전기전도 도 향상을 위해 질소를 도핑하는 시 - TiO2를 암모니아 기체와 높은 온도 조건에서 열처리 하여 TiN으로 변환 시킨뒤 다시 TiO2로 변환시키는 소 성과정을 거치면 겉에만 질소가 도 핑 - TiN의 결합이 TiO2로 변하는 과정에 서 소재 안쪽까지 질소가 남아있게 되어 소재 안쪽에 질소가 도핑될 수 있음. 이러한 질소 도핑은 리튬이차 전지의 전극 소재로서 더 높은 전기 전도성 제공 도는 계속되어 오고 있음. 이러한 도 핑 방법 중 가장 대중적인 방법 중 하나로 암모니아 기체를 적당한 온 도에서 사용해 전극 소재에 질소를 도핑하는 기술이 알려져 있음 - 그러나 암모니아 기체를 이용한 기존 의 질소 도핑 방법은 전극 소재의 겉에만 질소가 도핑되지만 안쪽까지 깊숙이 도핑되지 못하는 단점이 있 음. 리튬 이차 전지의 전극 소재의 전기전도도 향상을 이끌어 내기 위 해서는 겉부분만 도핑되는 기존의 기술보다 안쪽까지 질소가 도핑되는 기술이 필요. - 리튬 이차 전지는 potable 기기의 배터리, 전기 자동차용 배터리, 전 력 저장 시스템용 배터리 등에 활 용될 수 있음. - 전기 자동차 및 전력 저장 시스템 의 경우 고용량 및 고 안정성을 요구하므로, 해당 분야에 대한 제 품화 및 시장 전망이 높을 것으로 예상 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 리튬, 이차 전지 lithium, secondary battery Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한양대학교 ERICA 산학협력단 부 서 바이오나노학과 성 명 방진호 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 구 분 상 태 사업화대상기술관련 특허 총 2 건 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 다공성 탄소 구조체의 제조방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지의 제조방법 관련기술 출원 등록 복합 구조체, 그 제조방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 194

196 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 리튬이차 전지 전극 소재의 전기전도도 향상을 위해 질소를 도핑하는 시도는 계 속되어 오고 있음. 이러한 도핑 방법 중 가장 대중적인 방법 중 하나로 암모니아 기체를 적당한 온도에서 사용해 전극 소재에 질소를 도핑하는 기술이 알려져 있 음 그러나 암모니아 기체를 이용한 기존의 질소 도핑 방법은 전극 소재의 겉에만 질 소가 도핑되지만 안쪽까지 깊숙이 도핑되지 못하는 단점이 있음. 리튬 이차 전지 의 전극 소재의 전기전도도 향상을 이끌어 내기 위해서는 겉부분만 도핑되는 기 존의 기술보다 안쪽까지 질소가 도핑되는 기술이 필요. 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, TiO2를 이용함으로써 겉에만 질소가 도핑 되던 기존의 암모니아 기체를 이용한 방법의 단점을 해결할 수 있음. TiN의 결합 이 TiO2로 변하는 과정에서 소재 안쪽까지 질소가 남아있게 되어 소재 안쪽에 질 소가 도핑될 수 있음 기존의 polysulfide 계 electrolyte를 사용하는 QDSSC에서 Counter electrode로 Pt 를 사용했을 경우, 1 고 비용 2 polysulfide electrolyte와 강한 표면 흡착으로 인 해 전자전달과 전해질의 reduction 촉매 역할을 방해하는 문제가 있음 [본 발명의 공정 개략도] 195

197 2. 기술의 수준 특 징 장 점 TiO2를 암모니아 기체와 높은 온도 조 건에서 열처리 하여 TiN으로 변환시킨 뒤 다시 TiO2로 변환시키는 소성과정 을 거치면 겉에만 질소가 도핑 TiN의 결합이 TiO2로 변하는 과정에 서 소재 안쪽까지 질소가 남아있게 되어 소재 안쪽에 질소가 도핑될 수 있음. 이러한 질소 도핑은 리튬이차 전지의 전극 소재로서 더 높은 전기 전도성 제공 질소 도핑 비교 테스트 종래 기술 본원 발명 종래 기술 대비 본원 발명은 TiN과 관련된 Ti3+peak가 제1 비교 예와 비교하여 현저하게 높은 것으로 측정 cycle에 따른 용량 성능 테스트 리튬 이차 전지의 specific capacity의 비교 본 발명의 실시 예에 따른 복합 구조 체를 갖는 리튬 이차 전지의 충방전 특성이, 제1 비교 예 및 제2 비교 예 에 따른 리튬 이차 전지들보다 우수 196

198 3. 기술의 필요성 리튬 이차 전지는 potable 기기의 배터리, 전기 자동차용 배터리, 전력 저장 시스 템용 배터리 등에 활용될 수 있음. 또한, 본 기술에 따른 복합 구조체는 리튬 이차 전지 뿐만 아니라, 태양 전지의 상대 전극 소재로 활용 가능함. 에너지 저장 장치는 크게 Portable 기기, 전기 자동차, 전력 저장 시스템으로 구분 할 수 있으며, 향후 전기 자동차 및 전력 저장 시스템에서의 시장 증가가 클 것으 로 예상 4. 기술의 차별성 구 분 기 술 명 기술개요 종래기술의 보완점 기술동향 경쟁기술 암모니아 기체를 이용한 질소 도핑 육각 기둥 형태의 TiO2를 550 조건에서, 대기 중에서 암모니아 가스를 제공함으로써, 질소 도핑 종래기술의 질소 도핑 방법은 질소가 전극 소재의 겉에만 도핑될 뿐 안쪽까지 깊숙이 도핑되지 못하는 단점이 있음 질소 도핑을 위하여 그래핀, 탄소나노튜브를 접목한 연구 등 다양한 연구가 진행되고 있으나 양산화하에는 이르지 못함 197

199 198

200 의료바이오 분과 설측 견인용 치열교정기구 및 그 제조방법 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 본 기술은 제조 및 설치가 쉽도록 설 측 견인단계의 전의 교정단계의 수행 을 위해 사용되던 브라켓을 설측 견인 시에 그대로 이용할 수 있는 설측 견 인용 치열교정기구의 제조방법 및 이 에 의해 제조되는 설측 견인용 치열교 정기구기술임 - 치아들에 브라켓들이 고정되어 있는 상태로 본을 뜬 형상의 환자 구강모형 을 이용하여, 치열의 설측 견인을 위 한 설측 견인용 치열교정기구를 제조 하게 됨 [국내동향] - 국내에서 3D프린터를 이용한 치과 교정장치 기술이 계속 출시되고 있 음 [해외동향] - 교정장치의 미적인 부분도 고려한 투명교정장치등이 인기를 얻고 있고 투명 교정 장치를 3D프린터 를 이용하여 개인 맞춤형으로 교 정시술을 제공하고 있음. 보통 DL P 방식을 사용 - 3D 프린터 시장조사기관인 Wohlers는 3D 프린터 시장이 2010년 13억 달러, 2011년 17억달러에 달했으며, 2015년 37억달러로 평균 21% 증가할 것으로 전망하고 있음 - 치아 교정에서의 3D프린터 활용은 점 차적으로 증가추세임. 3D 프린터의 이 용으로 기존에 만들 수 없었던 형상 및 개인 맞춤화가 가능하기 때문에 고 령화사회와 맞물려 수요 증가 전망 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 브라켓, 치아교정기구, 3D프린터, 설측견인 Lingual orthodontic treatment, 3D 프린터, Bracket, emedy device for tooth Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 경희대학교 부 서 치과교정과 성 명 김성훈 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 설측 견인용 치열교정기구 및 그 제조방법 199

201 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 기존에는 설측 견인용 치열교정기구의 제조과정/설치과정 및 설측 견인단계 전에 사용되던 다른 치열교정기구들의 제거과정이 복잡하고 시간이 오래 소요되므로, 시술자와 환자에게 부담을 주는 문제점이 있었음. 설측 견인용 치열교정기구는, 환자의 구강 구조에 적합하게 정확한 형상과 크기 및 구조의 맞춤형으로 제조되 기 어렵고, 설측 견인용 치열교정기구를 구강에 추가하기 위한 부품의 수가 증가 되며 상기 설측 견인용 치열교정기구를 구강 외부로 제거할 때 환자에게 추가적 인 부담을 주는 문제점이 있음 본 기술은 제조 및 설치가 쉽도록 설측 견인단계의 전의 교정단계의 수행을 위해 사용되던 브라켓을 설측 견인시에 그대로 이용할 수 있는 설측 견인용 치열교정 기구의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 설측 견인용 치열교정기구기술임. 치아들 에 브라켓들이 고정되어 있는 상태로 본을 뜬 형상의 환자 구강모형을 이용하여, 치열의 설측 견인을 위한 설측 견인용 치열교정기구를 제조하게 됨 <설측 견인 교정 장치> 본 발명에서 환자의 구강모형을 스캐닝 및 모델링하여 환자에 맞는 설측 치열교 정기구를 제조할 수 있음 설측 견인용 치열기구의 제조방법 절차 200

202 2. 기술의 수준 치열모형과 일체로 형성되는 브라켓 제조 기술 와이어 이용 브라켓 고정 기술 3. 기술의 필요성 3D프린터는 시제품의 제작비용 및 시간 절감, 다품종 소량 생산, 제조공정 간소화 등 많은 장점을 보유하고 있음. 따라서 3D프린팅은 다품종 소량생산과 개인 맞춤 형 제작이 용이한 산업으로, 규모의 경제와 저임 노동비 우위를 가진 전통적인 방 식과 다른 형태의 생산/유통/소비 방식을 탄생시키고 있음. 3D 프린터 자체가 개인 및 산업에 다양한 이익을 가져다 주는 잠재력이 있어 활 용성이 계속 커지고 있고 향후에도 그 사용영역이 어디까지일지 가늠이 안됨. 거 의 전분야에 3D 프린터의 사용이 가능하고 개인의 욕구를 개별적으로 충족시킬 수 있다는 장점에 따라 산업용, 가정용 시장 수요가 폭발적으로 늘어날 것으로 전 망하고 있음. 제 3의 산업혁명을 일으킬 기폭제라 칭할 만큼 3D 프린트 기술은 세계적으로 가장 주목받고 있음 따라서 모든 시장 조사기관이 3D프린터의 성장전망을 높게 보고 있으나 아직은 201

203 시장 초기로서 각 방식에 따른 시장 집계가 정확하지 않고 전체적인 규모 내지 개인용 산업용의 큰 분류에 따른 집계가 대부분인 실정임 미국 노동부에 따르면 치과산업은 2010년부터 2020년까지 약 21% 증가할 것으로 기대함. 베이비붐 세대 이후 사람들의 기대수명이 늘어남에 따라 치아관리에 관심 을 갖게 될 것으로 전망. 국내도 의료보험을 통한 치과 치료 범위의 확대로 인해 치과산업은 더욱 성장할 것으로 전망되며 특히 초고령사회 진입과 베이비붐 세대 의 은퇴는 임플란트, 교정등을 중심으로 활성화 될 것으로 보임 4. 기술의 차별성 환자의 구강에 맞는 정확한 형상과 구조로 설측 견인용 치열교정기구를 용이하게 제조할 수 있고, 구강 내부의 정확한 위치에 설측 견인용 치열교정기구를 설치하 여 치열의 설측 견인을 수행 할 수 있으며, 설측 견인의 전단계에서 치열의 간격 조절을 수행한 후 설측 견인을 수행함으로써 3차원적 치열교정을 용이하게 시술 할 수 있음(환자 구강모형 및 치열교정기구가 3D 프린터로 제조될 수 있음) 추가적인 부품의 사용을 배제할 수 있음 견인부재의 연결위치에 따라 견인력이 가해지는 힘의 방향을 다양하게 조절할 수 있고 환자의 치열에 맞게 적절한 방향의 견인력을 부가 가능 설측 견인용 치열교정기구의 설치와 제거가 용이하며, 브라켓들이 설측 견인의 전 단계에 이어 설측 견인단계에서도 사용되므로 브라켓의 설치/제거시 환자가 받는 부담감 및 시술자의 노력을 최소화함 202

204 의료바이오 분과 세포 및 또는 약물용 임플란트 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 본 기술은 약물 및/또는 세포 등 과 같은 시술용 물질의 주입이 가능하고 시술용 물질의 주입을 쉽게 확인할 수 있고 빠른 시간 에 상기 시술용 물질의 주입이 가능한 구조의 임플란트 기술. 매 식체와 같은 덴탈 임플란트 기술 임. 특히 약물이나 줄기세포를 넣 는 임플란트 몸체는 3D 프린터로 맞춤형 제작이 가능함 [국내동향] - 국내에서 3D프린터를 이용한 임플 란트 기술이 계속 출시되고 있음. 임플란트 재료, 임플란트 제작, 시 술등 전 부분에 걸쳐 3D프린트 활 용 임플란트 기술개발이 진행중 [해외동향] - 임플란트는 치과 부분에서 3D프 린터를 활용하기에 가장 효과적 인 영역으로서 개인 맞춤형 형태 로 시술에 적극 활용되고 있음 - 3D 프린터 시장조사기관인 Wohlers는 3D 프린터 시장이 2010년 13억 달러, 2011년 17억달러에 달했으며, 2015년 37억달러로 평균 21% 증가할 것으로 전망하고 있음 - Straumann이 발행한 보고서에 따르 면, 주요국의 임플란트 시장 규모 및 예측에서 한국의 년 연평균 성장률이 11.8%로 년 연평 균성장률이 13.6%로 나타남 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 임플란트, 치과용 세포 Implant, Injecting Cell Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 경희대학교 부 서 치과교정과 성 명 김성훈 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 대상기술 출원 등록 특허번호 특허명 세포 및/또는 약물 주입용 임플란트 203

205 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 기존 개발 기술이 대부분 생체 조직의 표면 즉 골면과 접촉하는 임플란트의 표면 거칠기를 바꾸거나 골세포의 분화를 촉진하는 물질로 표면을 처리하는 방식으로 서, 덴탈 임플란트의 경우 치조골에 식립되어 티타늄 표면(매식체 표면)으로 골이 재생되어 티타늄-치조골간의 골유착에 의해 정착력이 유지되므로, 자연 치아와 유 사한 환경을 만드는데 한계가 있음. 또한, 근래에는 임플란트를 이용하여 생체조 직에 약물을 전달하는 기술이 개발되고 있으나, 생체 조직 예를 들면 임플란트가 심기는 골조직의 내부 영역에 약물이 채워졌는지 여부를 확인하기 어렵고 약물 투입에 오랜 시간이 걸리며, 줄기세포와 같은 치료용 물질을 주입하기 어렵다는 등의 문제가 있음 본 기술은 이러한 한계를 극복하기 위해 약물 및/또는 세포 등과 같은 시술용 물 질의 주입이 가능하고 시술용 물질의 주입을 쉽게 확인할 수 있고 빠른 시간에 상기 시술용 물질의 주입이 가능한 구조의 임플란트 기술. 매식체와 같은 덴탈 임 플란트 기술임. 약물이나 줄기세포를 넣는 임플란트 몸체는 3D 프린터로 맞춤형 제작 가능 <임플란트 도식도> <이식되어 있는 임플란트> 세포 및 약물 주입용 임플란트 기술의 구성 요소 생체 조직에 심기는 임플란트 몸체(3D 프린팅 활용) 임플란트 몸체의 한 쪽 측에서 몸체를 통해 임플란트의 표면을 덮는 생체 조직 204

206 의 내부 영역으로 시술용 물질의 주입이 가능하도록, 몸체를 관통하여 몸체의 내 부에 통로를 형성하는 제1채널 시술용 물질이 주입되는 생체 조직의 내부 영역과 임플란트 몸체의 한쪽 측면이 연통되도록, 임플란트 몸체를 관통하여 제1채널과 단절된 별도의 통로를 형성하 는 제2채널을 포함하여 구성되는 임플란트(Implant) 2. 기술의 수준 세포 및 약물을 넣을 수 있는 임플란트 몸체 제조 기술 약물 및 줄기세포가 투입될 수 있는 인공 매식체 기술 3. 기술의 필요성 3D프린터는 시제품의 제작비용 및 시간 절감, 다품종 소량 생산, 제조공정 간소화 등 많은 장점을 보유하고 있음. 따라서 3D프린팅은 다품종 소량생산과 개인 맞춤 형 제작이 용이한 산업으로, 규모의 경제와 저임 노동비 우위를 가진 전통적인 방 식과 다른 형태의 생산/유통/소비 방식을 탄생시키고 있음. 3D 프린터 자체가 개인 및 산업에 다양한 이익을 가져다 주는 잠재력이 있어 활 용성이 계속 커지고 있고 향후에도 그 사용영역이 어디까지일지 가늠이 안됨. 거 의 전분야에 3D 프린터의 사용이 가능하고 개인의 욕구를 개별적으로 충족시킬 수 있다는 장점에 따라 산업용, 가정용 시장 수요가 폭발적으로 늘어날 것으로 전 망하고 있음. 제 3의 산업혁명을 일으킬 기폭제라 칭할 만큼 3D 프린트 기술은 세계적으로 가장 주목받고 있음 2013년 국내 치과용 임플란트 시장은 약 3,981억원으로 최근 5년간 연평균 18.9% 로 성장. 치과용 임플란트 공급 증가 및 임플란트 시술 가격의 하락, 2014년 7월 부터 노인 인구의 건강보험 적용 등으로 치과용 임플란트 시장의 급격한 성장. 중 국시장의 치과용 임플란트 수출액 급증(2012년부터 수출액 1위) 미국 노동부에 따르면 치과산업은 2010년부터 2020년까지 약 21% 증가할 것으로 기대함. 베이비붐 세대 이후 사람들의 기대수명이 늘어남에 따라 치아관리에 관심 을 갖게 될 것으로 전망. 국내도 의료보험을 통한 치과 치료 범위의 확대로 인해 치과산업은 더욱 성장할 것으로 전망되며 특히 초고령사회 진입과 베이비붐 세대 의 은퇴는 임플란트, 교정등을 중심으로 활성화 될 것으로 보임 205

207 4. 기술의 차별성 임플란트를 통해 치조골과 같은 생체조직에 항염증제 등의 약물이나 줄기세포나 골융합 증강 인자 등의 시술용 물질을 주입할수 있고, 시술용 물질이 일정량 이 상 주입되면 임플란트 몸체를 통해 외부로 용출되어 상기 시술용 물질의 주입 정 도를 확인하여 시술의 편의성을 크게 향상시킬 수 있음 매식체를 통해 치주인대 줄기세포가 투입될 수 있고, 치주인대 줄기세포가 외부 충격에 대해 쿠션 역할을 하는 치주 인대를 매\식체의 주변에 재생시켜서, 치주 인대 생성과 골융합 개선을 통해 자연 치아와 유사한 임플란트가 시술 가능 임플란트 몸체 예를 들면 매식체를 통해 약물이나세포 등의 시술용 물질을 생체 조직(골조직, 치조골)에 주입할 때 저항이 감소되므로, 빠른 시간에 시술용 물질이 주입 생체 적합성 향상을 위하여 임플란트의 표면을 생체 적합성 물질로 표면 처리하 지 않고도 기존 보다 우수한 이식 환경이 만들어질 수 있으므로, 임플란트 제조비 용과 임플란트 시술비용이 절감 다섯째 상악동이 심하게 확대되어 있는 경우에도 임플란트 시술시에 상악동 막 을 손상시키지 않으므로 시술의 안전성과 편의성이 크게 향상될 수 있으며, 골 다 공증 환자나 골질이 약한 환자에게도 효과적으로 적용 206

208 의료바이오 분과 상면만곡 보정형 시료 챔버 카트리지 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 광학영상 기반의 현장검사 기기에서는 소량의 시료를 분석하지만 통계적으로 의미있는 결과를 얻기 위해서는 시료 챔버의 이송을 위한 기구부가 필요하 며 이로 인해 기기의 크기가 증가하고 단가가 상승하게 되는 문제가 발생함. - 시료 챔버의 이송에 필요한 기구부를 사용하지 않고 저가 단순 렌즈(simple lens)로도 상면만곡이 제거된 넓은 시 야크기의 시료 영상을 촬영할 수 있는 곡면형 시료 챔버를 개발함. - POCT 기기의 폭넓은 활용을 위해 자동화, 소형화, 무선, IT와의 융합 을 위한 기술 개발이 활발히 이 루어지고 있음 - 세계 현장검사 시장은 2017년까지 8 7.4억 달러, 8.1%의 높은 성장률 을 보일 것으로 전망 - 또한 세계 환경 시장은 2017년 9,922 억 달러로 성장 예상 - POCT 분야의 수요가 증가할 것으 로 예상되므로 진단 및 측정기기 의 개발단가를 낮출 수 있는 본 기술의 활용도는 높다고 사료됨 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ➍개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 상면만곡, 시료챔버, 입자계수, 진단 field curvature, sample chamber, particle counting, diagnosis Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 국민대학교 부 서 기계공학과 성 명 김중경 직 급 부교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 상면만곡 보정형 시료 챔버 카트리지 207

209 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 혈액 등의 액상 시료를 분석하기 위한 시료 챔버 카트리지에 관한 것으로, 혈액이 나 오수 등의 바이오 또는 환경 관련 액상 시료를 주입하고 이를 촬영하여 액상 시료 내의 입자 농도를 측정함에 있어서 촬상장치의 렌즈로 인한 상면만곡을 보 정하여 전체적으로 정확한 영상을 획득할 수 있는 상면만곡 보정형 시료 챔버 카 트리지에 관한 기술 본 발명의 시료 챔버 카트리지는 시료가 주입되는 시료 챔버가 촬상장치의 양볼 록렌즈의 곡률과 대응하는 곡률의 곡면으로 이루어지므로, 촬상장치가 시료 챔버 내의 시료를 촬영할 때 양볼록렌즈의 상면만곡에 의해 영상의 가장자리 부분에서 왜곡이 발생하는 현상이 억제되고, 전체적으로 정확한 영상의 획득이 가능하므로, 시료 입자 농도의 정확한 측정이 가능 2. 기술의 수준 광학 분야에서 이미 확립된 상면만곡에 관한 광학이론을 재해석하여 상면만곡을 근본적으로 제거할 수 있는 곡면챔버를 설계하고 시제품을 제작하여 성능을 입증 함. 시료 챔버는 사용하는 단순렌즈에 특화된 상면만곡 제거뿐만 아니라 현장검사 에 필요한 적절한 양의 시료를 쉽게 채울 수 있고 고품질의 광학영상 획득이 가 능하도록 설계/제작됨. 특히 HIV/AIDS 진단에 사용되는 CD4 검사법에서와 같이 방출하는 형광신호의 강도가 낮은 시료도 광학적으로 검출 가능함을 확인함. 3. 기술의 필요성 사용자 편의성 및 질병의 조기발견 등이 가능한 POCT(Point of Care Testing, 현 장현시검사)에 대한 수요 급증할 것으로 예상 또한 본 기술은 바이오 분야뿐 아니라, 오수 오염도의 측정이 가능하므로 환경산 업 분야에도 적용 가능하여 그 활용도가 넓음 4. 기술의 차별성 시장측면의 촉진 요인 현장검사 및 환경 분야의 시장 확대 현장검사는 질병에 대한 즉각 대응을 가능하게 하는 목적으로 이용되며, 시장규 모는 2012년 59.2억 달러로 전체 IVD 시장의 13%를 차지하고 있고 2017년까지 208

210 87.4억 달러, 8.1%의 높은 성장률을 보일 것으로 전망됨 <현장검사 시장 규모 및 기업점유율> 2012년 약 8,990억 달러에서 2017년 9,922억 달러로 소폭 성장 예상 <세계 환경시장 규모 및 성장률> 기술측면의 촉진 요인 진단기기 및 환경오염물질 분석기기의 개발 단가 절감에 기여 촬상장치의 구조를 변경하지 않고, 시료가 주입되는 시료 챔버의 형태를 개선하 여 촬상장치의 렌즈로 인한 상면만곡을 보정함으로써 중앙부분 뿐만 아니라, 모 서리 부분이나 가장자리 부분에서도 정확한 영상을 획득할 수 있는 시료 챔버 카트리지를 제공 가능 단순 렌즈 1개를 사용하므로, 광학영상 기반 진단기기의 개발 단가를 낮출 수 있 고 소량의 시료를 사용하므로 시약 비용 절감 가능 209

211 의료바이오 분과 나선 유로를 이용한 시료 챔버 카트리지 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 상용화된 광학영상 기반의 현장검 사 기기에서는 시료 챔버의 자동 이송 메커니즘이 필요하며 일반 적으로 최소 2개의 모터를 이용 한 2축 이송 장치가 구비됨. - 본 기술은 1개의 모터와 너트-볼 트 메커니즘을 적용하여 시료 주 입에서부터 전처리, 이송, 반응, 검출까지 일련의 분석 과정을 자 동으로 수행할 수 있도록 하는 나선형 유로 시료 챔버 카트리지 에 관한 것임. - POCT 기기의 폭넓은 활용을 위해 자동화, 소형화, 무선, IT와의 융합 을 위한 기술 개발이 활발히 이 루어지고 있음 - 세계 현장검사 시장은 2017년까지 8 7.4억 달러, 8.1%의 높은 성장률 을 보일 것으로 전망 - 또한 세계 환경 시장은 2017년 9,922 억 달러로 성장 예상 - POCT 분야의 수요가 증가할 것으 로 예상되므로 진단 및 측정기기 의 개발단가를 낮출 수 있는 본 기술의 활용도는 높다고 사료됨 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ➍개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 나선형 유로, 시료 전처리, 입자계수, 진단 helical flow channel, sample preparation, particle counting, diagnosis Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 국민대학교 부 서 기계공학과 성 명 김중경 직 급 부교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 나선 유로를 이용한 시료 챔버 카트리지 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 210

212 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 원통체에 나선 형태로 형성된 유로에 혈액이나 오수 등의 바이오 또는 환경 관련 액상 시료를 주입하고 이를 촬영하여 액상 시료 내의 입자 농도를 측정할 수 있 도록 한 입자 계수용 시료 챔버 카트리지에 관한 기술 2축 이송장치와 같은 복잡한 스캐닝 메커니즘을 사용하지 않고 스마트폰과 같은 휴대형 이동통신 단말기 등에 장착하여 바이오/환경 입자상 시료의 주입-전처리- 시약 반응-검출 및 분석까지의 일련의 과정을 자동으로 수행 가능 2. 기술의 수준 현재 광학영상 기반의 현장검사기기가 갖고 있는 한계인 시료챔버의 수동 이송 및 작은 시야크기를 보완하고자 모터로 제어되는 나선형 채널 시료챔버 시스템을 개발함. 나선형 채널과 모터 통합 시스템의 가장 큰 장점은 카메라의 위치를 고정 시키고 모터의 회전으로 채널 전체를 촬영할 수 있다는 점이고 또한 모터 회전을 통해 발생시킨 원심력과 중력을 적절히 활용하면 시료입자를 채널 내에서 일정한 영역에서 동일한 초점평면에 정렬시키거나 크기가 다른 시료 입자를 연속적으로 분리할 수 있음. 현재 안드로이드 스마트폰의 블루투스 통신 기능을 통해 무선으 로 제어되는 DC 모터를 활용하여 나선형 미세유동채널의 회전에 의한 입자의 정 렬 기능을 구현함. 스마트폰 기반의 형광영상획득부와 모터로 회전이 제어되는 나 선형 채널 시료챔버가 결합되면 시료 전처리에서 분석까지 자동으로 수행되는 스 마트폰 기반 현장진단기기 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대됨. 3. 기술의 필요성 사용자 편의성 및 질병의 조기발견 등이 가능한 POCT(Point of Care Testing, 현 장현시검사)에 대한 수요 급증할 것으로 예상 또한 본 기술은 바이오 분야뿐 아니라, 오수 오염도의 측정이 가능하므로 환경산 업 분야에도 적용 가능하여 그 활용도가 넓음 4. 기술의 차별성 시장측면의 촉진 요인 현장검사 및 환경 분야의 시장 확대 211

213 현장검사는 질병에 대한 즉각 대응을 가능하게 하는 목적으로 이용되며, 시장규 모는 2012년 59.2억 달러로 전체 IVD 시장의 13%를 차지하고 있고 2017년까지 87.4억 달러, 8.1%의 높은 성장률을 보일 것으로 전망됨 <현장검사 시장 규모 및 기업점유율> 출처 : Frost&Sullivan, Analysis of the Global in Vitro Diagnostics market 년 약 8,990억 달러에서 2017년 9,922억 달러로 소폭 성장 예상 <세계 환경시장 규모 및 성장률> 출처 : 경기도환경산업지원 웹사이트 자료 기술측면의 촉진 요인 진단기기 및 환경오염물질 분석기기의 개발 단가 절감에 기여 212

214 모터 1개만 이용하여 시료의 주입-전처리-시약 반응-검출 및 분석까지의 일련의 과정을 자동으로 수행할 수 있으므로 진단기기의 개발 단가를 절감할 수 있음 기존의 POCT 기기의 문제점 해결 POCT 기기가 폭넓게 사용되기 위해 가장 필요한 성능은 빠른 테스트 결과이지 만, 현재 50% 이상의 POCT 기기가 수동으로 작동한다는 점, 정보시스템과의 연 계성 부족, 테스트에 따라 완전히 다른 기기가 필요하다는 점 등이 기술적 문제 점으로 제시되고 있음. 따라서 일련의 과정을 자동으로 수행할 수 있다는 점, 휴 대형 단말기로 측정 가능하다는 점이 장점으로 작용하여 해당 장비의 국산화 개 발을 촉진할 수 있음 213

215 의료바이오 분과 전동 스프링 가압식 분사식 주사기 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 약물 주입을 위해 보편적으로 사용되 었던 바늘 주입 방식 대신 분사 방식 의 무침 주사기를 구현하여 피부에 바 늘을 삽입하지 않고 피하층에 약물을 주입할 수 있도록 함 - 약물 분사에 필요한 압력을 생성하기 위해 스프링 압축을 사용하였고 스프 링 압축에 큰 힘이 필요하기 때문에 이 압축 과정을 모터를 활용한 전동 방식으로 개발 [국내동향] - 레버 스프링 가압식 분사식 주사기를 개발하여 해외 판매 중 [해외동향] - 독일 ROCHE사에서는 레버 스프링 가 압 방식의 Injex를 개발하여 판매 - 미국 Bioject Medical Technology Inc. 사에서 가스충진식 방식의 Biojector를 개발하여 판매 - 안국 약품에서 08년 1월부터 독일 로 슈사의 injex라는 스프링 가압식 바늘 없는 주사기를 수입하여 08년 11월부 터 본격 판매를 시도 - 세진의료기에서 05년도부터 미국 Bioject Medical Technology Inc. 사로 부터 가스 충진식 바늘 없는 주사기를 수입하여 판매를 진행 - 글로벌 인포메이션에 따르면 Kalorama 사는 무바늘 약물 전달 시장이 평균 1 5.1%의 지속적인 성장세를 보일 것으 로 전망 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 분사식 무침 주사기, 전동 가압 스프링 Jet Needless Injector, Motorized-pressure Spring Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 동국대학교 부 서 의료융합기술실용화연구원 성 명 임홍석 직 급 연구교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 무침 주사기용 자동장전장치 및 이를 포함하는 무침주사기 어셈블리 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 214

216 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 약물 주입을 위해 보편적으로 사용되었던 바늘 주입 방식 대신 분사 방식의 무 침 주사기를 구현하여 피부에 바늘을 삽입하지 않고 피하층에 약물을 주입할 수 있도록 함 약물 분사에 필요한 압력을 생성하기 위해 스프링 압축을 사용하였고 스프링 압 축에 큰 힘이 필요하기 때문에 이 압축 과정을 모터를 활용한 전동 방식으로 개 발 < 스프링 가압식 분사식 주사기 본체와 노즐> < 분사식 주사기 본체와 전동 가압 장치의 체결 형태> 2. 기술의 수준 침투 깊이 최대 피부 밑 5~6 mm(돼지 피부 시험) 주사 용량 최대 0.5 cc 215

217 활용 가능 분야 피하주사를 하는 모든 약물 주입에 적용가능 (인슐린, 성장 호르몬 등의 호르몬 주사, 백신, 발기부전 치료제, 피부 미용 약품) 3. 기술의 필요성 무침 약물 전달 시장 확대 - 일회용 주사기 시장 규모는 국내에서 연간 25970만개 규모로 금액으로는 520억 원 수준임 - 이 중 목표 적용 대상인 인슐린 투입 및 성장 호르몬 투입 시장의 규모는 전체 일회용 주사기 시장 규모의 20% 수준 - 글로벌 인포메이션에 따르면 Kalorama 사는 무바늘 약물 전달 시장이 평균 15.1%의 지속적인 성장세를 보일 것으로 전망 가장 큰 시장이라고 분석되는 당뇨 환자들의 규모는 성인병 중가 추세에 따라 매 년 증가하는 추세임(국내 당뇨환자 약 100만명 수준) 많은 환자들이 바늘공포증 뿐만 아니라 바늘 사용에 있어 여전히 조심스러운데 무작위로 선택된 115명의 환자들을 조사한 결과에 따르면 28%의 인슐린 주사기 를 사용하는 사람들이 바늘경계심의 정도가 강한 것으로 나타남 (2005년. CHELSEA AND WESTMINSTER HOSPITAL, LONDON) 분사식 주사기 시장은 도입 단계이므로 시장이 형성되고 있는 단계이고 아직 독 점을 형성하고 있는 업체는 없는 상태로 초기 시장 진입이 필요한 상황임 4. 기술의 차별성 전동 스프링 가압식 분사식 주사 시스템은 내장된 스프링의 가압 과정이 편리하 여 기존 제품에 비해서 사용자 편의성이 극대화된 제품임. 어떠한 피부 조직이나 다른 방해물이 없으며 혈종이나 상처에 대한 위험이 완전 히 배제된 상태에서 미립자 형태로 피부로 침투되어 바늘 주사기에 비해서 인체 내로 흡수되는 시간이 20분 정도 빠름 피부에 바늘 삽입없이 약물 주입이 이루어지기 때문에 바늘 삽입에 따른 공포나 통증을 완화시킬 수 있고 감염, 주사 후 피부 뭉침 등의 바늘 삽입 부작용을 최 소화 할 수 있음 216

218 Ⅰ. 제안기술 개요 초음파 프로브 장착 자동 주사 및 천자 장치 의료바이오 분과 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - Sonosite/Fujifilm에서는 초음파 프로브 - 초음파 프로브 장착 자동 주사 및 천 [국내동향] 에 결합되어 천자 경로를 표시해주 자 장치는 기존에 정해진 공간에서 양 - 서강대학교 첨단의료기기 사업본부에 고 바늘 삽입구에 장착된 마그네틱 센 손을 사용하며 여러 단계를 거쳐 수행 서는 초음파 장치를 활용하여 유방의 서를 활용하여 삽입되는 바늘의 위 해야 했던 초음파 진단 및 시술 과정 병변 위치를 확인하고 확인된 위치에 치를 나타내주는 AxoTrack 이라는 제 에 대해서 무선 초음파 프로브에 자동 서 조직 채취를 수행하는 생검일체형 품을 출시함. 주사 및 천자 장치를 결합시킴으로써 유방 초음파 시스템을 개발 - 초음파 프로브와 결합된 천자 가이드 제 공간적인 제한없이 한손 사용으로 진 [해외동향] 품은 CIVCO, PROTEK 등의 업체 단 및 시술을 동시에 수행할 수 있는 - 미국 듀크 대학에서는 3차원 초음파 에서 여러 제품들이 출시되고 있으나 바 사용자 편의성이 개선된 기기임 영상 시스템에 의해 로봇 암을 유도하 늘을 지지지해주는 기능만을 갖거 - 초음파 영상과 연동하여 천자 예정 경 여 생검을 수행하는 초음파 생검 로봇 나 수동 조작으로 삽입각도 및 삽입 깊 로를 표시하고 초음파 영상에서 설정 개발 이를 결정해야하는 한계가 있음 된 목표 지점으로 자동 천자 및 주사 - GE 메디컬시스템에서는 초음파 영상에 년 중증질환자, 2014년 내과계열, 기능이 수행되므로 시술자의 숙련도에 서 바늘의 위치를 보여주는 기능이 2015년 근골격계 초음파 보험적용으 관계없이 시술 시간 단축 및 시술 정 나 수직 방향으로 바늘 삽입을 지지하 로 진단적 초음파 시장이 중재적 초음 확도를 확보할 수 있음 는 기술의 개발 파영역으로 이동하고 확대되고 있음 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 초음파 프로브, 자동 천자 장치, 생체검사기기 Ultrasound probe, Automatic centesis device, Biopsy device Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 동국대학교 부 서 의료융합기술실용화연구원 성 명 임홍석 직 급 연구교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 초음파 프로브 일체형 주사장치 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 217

219 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 초음파 프로브 장착 자동 주사 및 천자 장치는 기존에 정해진 공간에서 양손을 사용하며 여러 단계를 거쳐 수행해야 했던 초음파 진단 및 시술 과정에 대해서 무선 초음파 프로브에 자동 주사 및 천자 장치를 결합시킴으로써 공간적인 제한 없이 한손 사용으로 진단 및 시술을 동시에 수행할 수 있는 사용자 편의성이 개 선된 기기임 초음파 영상과 연동하여 천자 예정 경로를 표시하고 초음파 영상에서 설정된 목 표 지점으로 자동 천자 및 주사 기능이 수행되므로 시술자의 숙련도에 관계없이 시술 시간 단축 및 시술 정확도를 확보할 수 있음 < 초음파 프로브 일체형 주사장치> 그림7. 초음파 프로브 일체형 주사 장치 < 자동 주사 및 천자 장치와 초음파 영상 연동 제어 기술 개략도> 218

220 2. 기술의 수준 바늘 삽입 위치 정밀도 초음파 영상의 목표 위치와의 최대 오차 2mm 이내 천자 및 바늘 삽입 제어 기능 삽입각도 제어, 삽입 깊이 제어, 약물 주입 제어 초음파 영상 연동 천자 가이드 기능 삽입 경로, 현재 삽입 위치, 잔여 거리 표시 활용 가능 분야 초음파 영상 진단으로 확인된 병변 조직에 바늘을 통한 조직 내 약물 주입 및 조직/혈액 채취가 필요한 근골격계 질환 및 암/종양 질환 환자 3. 기술의 필요성 2013년 중증질환자, 2014년 내과계열, 2015년 근골격계 초음파 보험적용으로 진단적 초음파 시장이 중재적 초음파영역으로 이동하고 확대되고 있음 또한 초음파 사용이 늘면서 단순한 진단 목적의 사용에서 초음 파 영상을 이용한 치료 목적의 중재적 술기로 사용이 증가하고 있음 현재 초음파 진단을 활용한 중재적 시술에서 양손 사용의 어려움과 초음파 진단 의 의료급여화 저수가로 인한 시술 시간 부족으로 시술의 정확도 향상과 시술 시간 단축의 필요성이 높아지고 있음 4. 기술의 차별성 초음파 프로브와 주사/천자 기기를 하나의 기기로 통합하고 기기에 장착된 스위치 를 통해 시술자가 천자 각도 및 삽입 깊이, 약물 주입 기능을 조작 가능하게 함으 로써 한 손만으로도 초음파 영상 진단과 약물 주사 등의 치료가 가능하도록 하여 근골격계 약물 치료 및 생체 조직 채취 등에 활용 가능 본 기기는 프로브를 통해 전송된 초음파 영상과 연동한 천자 가이드 제공하고 영 상에서 목표한 지점으로 시술자의 버튼 조작으로 천자가 가능하며 목표 지점으로 바늘 삽입 후 약물 주사 및 혈액 흡입이 가능하므로 이러한 기능을 활용하여 시 술자가 천자 지점을 미리 보면서 조정하면 시술자의 숙련도와 관계없이 정확한 시술이 가능하고 별도의 보조인원 없이도 시술자 단독으로 초음파 진단과 시술이 빠르게 이루어질 수 있다는 장점을 가짐 219

221 의료바이오 분과 단백질 분리 자동화 기기 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 [국내동향] - 단백질 분리 자동화를 위해 단백질이 - 최근 들어 자가면역질환 및 난치성 알 고유한 분자량과 크기 및 등전점을 갖 레르기 질환에 다른 치료에 비해 탁월 는다는 특징을 활용하여 전극 및 필터 년 첫 항체치료제가 출시된 이래 한 효과를 보이는 자가농축단백질 치 가 일체화된 필터 카트리지 및 Tubing 암, 자가면역질환, 이식거부반응, 감염 료가 널리 연구되고 있음 증, 심장병 등의 치료에 효용성이 크게 Set, 유속 제어 펌프 장치와 전기영동 [해외동향] 증가하고 있음 전압 제어, 버퍼 용액 냉각 및 ph 제 - 최근 들어 자가면역질환 및 난치성 알 - 단백질의약품 시장은 2017년 1,134억 어/모니터 등이 통합된 자동화 시스템 레르기 질환에 다른 치료에 비해 탁월 달러 규모에 이를 것으로 예상 을 제작 한 효과를 보이는 자가농축단백질 치 됨. 연평균 7.5% 성장세 유지 - 단백질 분리를 위해 필터 표면에 수직 료가 널리 연구되고 있음 - 특히 항체의약품 시장은 2012년 515억 인 방향으로 전기장을 작용케 한 상태 - 치료용 단백질을 분리 정제하여 질병 달러에서 연평균 11.8%로 성장하여 2 에서 용액의 ph를 적절히 조절하고 치료를 목적으로 환자에게 투여할 수 017년에는 899억 달러에 이를 것으로 등전점을 이용하면 목표 단백질의 필 있는 간단하고 편리한 치료용 단백질 예상됨. 터에 대한 투과 여부를 결정할 수 있 분리 자동화 장치를 현재까지 개발하 는 Tangential Flow Filter를 개발 지 못한 상태임. 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 한글 단백질 분리, 등전점, 접선방향 유동 필터 영문 Protein Isolation, Isoelectric point, Tangential flow filter Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 동국대학교 부 서 의료융합기술실용화연구원 성 명 임홍석 직 급 연구교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 단백질 분리 장치 및 이를 이용한 단백질 분리 시스템 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 220

222 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 단백질 분리 자동화를 위해 단백질이 고유한 분자량과 크기 및 등전점을 갖는다 는 특징을 활용하여 전극 및 필터가 일체화된 필터 카트리지 및 Tubing Set, 유속 제어 펌프 장치와 전기영동 전압 제어, 버퍼 용액 냉각 및 ph 제어/모니터 등이 통합된 자동화 시스템을 제작 약물 분사에 필요한 압력을 생성하기 위해 스프링 압축을 사용하였고 스프링 압 축에 큰 힘이 필요하기 때문에 이 압축 과정을 모터를 활용한 전동 방식으로 개 발 < 단백질 분리 자동화 기기와 분리 필터> 2. 기술의 수준 유속 및 압력 제어를 위한 통합 시스템 제작 및 최적화 유속 제어를 위한 연동펌프 구동장치 제작 및 최적화 PES 멤브레인 필터가 장착된 단백질 분리 정제 필터 설계 제작 Buffer, Feed in, Feed Out의 유량 제어 가능 설계 및 제작 탄소천(Carbon Cloth)을 이용한 전극장치 제작 냉각 및 ph 제어/모니터 제작 RS232 통신방식의 Pressure Transmitter에 의한 압력 측정 시스템 설계 제작함 압력 조절 밸브 시스템은 서보모터를 이용하여 3-Way Valve 제어시스템 설계 제작 221

223 3. 기술의 필요성 무균 및 무오염 상태로 혈장 내 면역글로불린을 순수 분리하게 함으로써 치료단 백질 제조, 제약분야, 실험실 및 병원 등에서 널리 활용될 수 있는 소형의 고효율 혈장단백질 분리 자동화 장치의 개발 및 제품화가 필요함. 최근 들어 알레르기질환, 자가면역질환, 감염성 질환, 악성 종양성 질환 등의 다양 한 질환들을 예방하거나 치료하기 위해 치료용 단백질이 사용되고 있음. 따라서, 치료 대상자나 치료 대상 질환에 따른 사용자를 한정한 소수로부터 분리 된 소량의 혈액으로부터 치료용 단백질을 무균 또는 무독성의 상태로 분리 정제 하여 포유동물에게 비경구경로(주사를 포함하여 기타 여러 경로들로)로 안전하게 투여할 수 있는 치료용 단백질 제제를 간편하게 제조 할 수 있는 장치의 개발이 요구됨. 특정 치료단백질의 대량생산에 중점을 둔 제약업체의 기존 제조시설은 다종의 단 백질 분리 생산하는 유연성이 부족하기 때문에 혈장단백질치료제 연구소, 병원 또는 소규모의 제조시설에서 소량의 혈액 또는 치료용 세포배양액으로부터 다종 의 치료단백질을 고효율로 분리할 수 있는 소형의 자동화된 시스템 개발로 치료 단백질 개발 및 생산 효율의 극대화가 요구됨. 4. 기술의 차별성 기존의 혈장 단백질 정제시스템은 대부분 수작업으로 진행되어 긴 소요시간 및 낮은 효율의 문제점을 가지고 있으며 이를 극복하기 위한 소형의 자동화된 고효 율 무균 무독성 혈장 단백질정제장치를 개발 상품화 하고자함 고속의 자동화 치료용 혈장단백질 분리 시스템을 개발 및 제작함으로서, 난치성 알레르기 질환을 위한 혈장단백질 치료를 보다 용이하게 하여, 시술자 및 환자에 게 치료의 편리성을 제공 면역글로불린 등의 혈장 단백질을 이용한 치료에 있어서 중요한 단백질분리의 자 동화 기술을 확보함으로서, 병원에서의 병렬 소형 자동화 시스템을 보유가능하게 하여 환자맞춤형 치료를 가능하게 함. 222

224 Ⅰ. 제안기술 개요 의료바이오 분과 피부 노화방지와 아토피 개선 등에 탁월한 효과를 지닌 기능성 천연 생약초 화장품 개발 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 -천연 생약으로 구성된 바이오소재 를 이용하여 내인성 및 외인성 피부 노화를 방지하고 주름을 개선하며 면역계 및 피부장벽의 이상으로 발 생하는 아토피성 피부염에 효과가 우수한 고기능성 피부보호 화장품 개발함. -피부노화, 아토피, 여드름 개선 및 피부 미백용 천연 생약초 화장품으 로서 항산화 효과에 의해 피부세포 를 보호하고, 트러블 개선 효능을 얻을 수 있는, 천연 생약초 화장품이다. -2~3일 간격으로 가볍게 생약초 세 안만 해줌으로 미백과 모공수축, 기 미, 잡티, 트러블, 각질제거, 피부의 모든 문제점을 해 결, 개선 시켜주고 아름답고 젊은 피 부로 되돌려 준다. -아토피,여드름, 문제성 피부, 건성, 지성, 초민감성, 문제가 있는 모든 피부에 사용할 수 있습니다. -국내 화장품 생산액은 년 평균 8% 씩 성장해 2010년에는 7조원을 상 회하고, 전체시장규모 또한 2010년 [국내동향] 에는 17조원에 이를 것으로 전망되 화장품, 미용의료 등 피부노화 분 며, 2005년 세계화장품 시장규모는 야가 안티에이징 산업을 주도 총 1,440억 달러에 달하며 미국 화 - 피부는 신체 바깥쪽에 있어 다 장품 시장은 2000년 기준의 약 300 른 기관에 비해 관리를 통한 개선이 억 달러에서 10년간 4.4%의 성장률 용이 을 보임. 이 중에서 기능성 화장품이 - 피부 상태로 신체건강, 나이 등을 9.9%인 약 30억 달러를 점유. 가늠하기 시작하면서 피부가 안티에 - 고기능 신제품개발을 통하여 1조 이징의 핵심으로 부상 원 이상의 무역수지 적자를 개선할 아토피피부염의 국내외 현황 수 있는 기술개발이 시급하며 나아 - 질병관리본부가 전국 45개 초등학 가 화장품산업을 글로벌 경쟁력을 교 2003명 40개 중학교 4112명을 갖춘 신성장산업으로 육성하기 위하 대상으로 실시한 어린이 청소년) 여 새로운 작용기전과 융합기술을 천식 및 알레르기질환 조사 결과에 기반으로 한 신소재 개발연구에 집 따르면, 최근 15년간(1995년~2010 중적인 지원이 요구됨. 년) 아토피피부염(atopic dermatitis) 식물생약을 소재로 한 피부노화 방지 은 어린이(초등1)에서 2.2배(9.2% 용 화장품 2-3종 개발 20.6%), 청소년(중등1)에서 3.2배 식물생약을 소재로 한 아토피 개선용 (4.0% 12.9%) 증가함. 화장품 2-3종 개발 향후 새로운 제품개발을 위한 기술노 하우로 측적 상용화단계 일반 ➎제품화 단계 의약 바이오 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 아토피, 여드름, 피부노화방지 Atopic, Acan, Antiaging Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 (주)시크릿허브코리아 부 서 임원 성 명 이찬호 직 급 이찬호 223

225 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건, 특허출원 2 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 2007,12,26 제 필링제의 조성물 관련기술 출원 등록 2015,03, 관련기술 출원 등록 2015,03, 천연 생약초 추출물을 포함하는 피부 노화, 여드름 개선 및 피부 미백용 조성물 및 이의 제조방법 천연 생약초 추출물을 포함하는 피부 노화, 아토피 개선 및 피부 미백용 조성물 및 이의 제조방법 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 피부 노화, 아토피, 여드름 개선 및 피부 미백용 조성물에 관한 것으로서, 보다 구 체적으로는 천연 생약초 추출물을 포함하는 피부 노화, 아토피, 여드름 개선 및 피부 미백용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 천연 생약초 추출물을 포함하는 피부 노화, 아토피, 여드름 개선 및 피부 미백용 조성 물로서, 하수오, 박하, 마치현, 감초, 비즈왁스, 카렌들라, 백봉령, 백강잠 및 쇠뜨기의 추출물을 유효성분으로 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다. < 피부이온통로 제어 효능 평가(Patch Clamp Test)> 시료 제조 -천연 생약재료 조합 구성 및 추출물 시료제조 피부노화 개선효과 평가 -항산화 활성 평가(LPO, DPPH, SOD) -피부노화 억제 활성 평가(elastase) -피부미백 활성 평가(tyrosinase) -피부이온통로 제어 효능 평가(TRPV1, Orai1) 224

226 아토피 피부염 개선 효과 평가 아토피 피부염증 억제효능 평가 -세포배양 및 세포독성 측정 -NO 및 PGE2 측정 -cytokine (IL-1β, IL-6, TNF-α)측정 -RNA분석(RT-PCR) -제품 임상 적용 2. 기술의 수준 3. 기술의 필요성 기술적 필요성 및 중요성 - 기능성 화장품 중 천연물 유래 화장품은 부작용이 적고, 작용이 일반적으로 온화하고 지속적이며, 생분해성이 높고 환경 친화적이기 때문에 일반 소비자 사이에서 이미지 가 좋아 미국 일본 등 선진국에서도 천연물 유래 화장품 개발연구에 박차를 가하고 있음. 하지만, 우리나라에서 천연물 유래 화장품에 대한 연구는 최근 들어 활발하게 진행되고 있지만 선진국에 비하면 미미한 수준임. - 오존층파괴와 환경오염에 의한 광범위한 자외선 차단제 또는 자외선에 의한 피부노화 방지제 개발, 자외선의 강도에 따라 자동으로 조절되는 인공지능형 자외선 차단제 개 발, 피부의 홍반감소 및 진정효과를 부여하는 저자극성 차단제 개발, 자외선에 의한 피부에서의 멜라닌 생성과 자외선 차단효과를 정량적으로 평가하는 종합적인 평가 225

227 시스템의 확립 등에 관한 연구개발이 필요함. 특히, 천연식물자원으로부터 자외선 차 단작용이 우수한 natural UV absorber 및 이를 함유한 식물성 UV 차단제 개발이 효 과적일 것으로 예상. - 환경오염과 주거 환경의 변화로 영유아뿐만 아니라 아토피 피부로 고생하는 인구가 늘 어나고 있는 실정이며 이로 인해 아토피 관련 제약시장과 함께 화장품시장이 급성장 하고 있어 조기에 제품을 개발하여 국내외 시장을 주도할 필요성이 절실함. 4. 기술의 차별성 기술측면의 촉진 요인 1. 항산화 활성 평가를 위하여 DPPH 라디칼 소거활성, 지질과산화 억제 활성 및 Superox ide anion 소거 활성을 측정한 결과, 두가지 시료 모두 활성이 있으며 시료 SA가 SB 보다 모든 활성에서 좋은 편임. 2. 피부주름의 원인이 되는 elastase 억제효과는 시료 SB가 SA보다 우수하나, 미백과 관련 된 tyrosinase 억제효과는 두 시료가 비슷함. 3. 세포독성은 시료 SB가 고농도에서도 독성이 관찰되지 않음. 4. 피부세포이온통로 억제효과에서는 시료 SA, SB 모두 피부노화를 유발하는TRPV1 이온 통로는 효과적으로 억제하지 못하나 시료 SB의 경우 elastase 억제효과가 약 40%에 달해 이 시료의 주름등과 같은 피부노화 억제효과는 TRPV1 이온통로 억제가 아닌 el astin분해를 유발하는 효소억제에 기인하는 것으로 판단됨. 한편, 피부미백과 관련된 Orai1 이온통로는 두 가지 시료 모두 어느 정도 억제하는 것으로 나타났는데 특히, 시료 SA가 효과가 좋으며 SB는 효과가 불확실함. 두가지 시료 모두 피부를 검게하는 원인이 되는 tyrosinase 억제활성이 비슷하게 약 28% 정도로 나타나 시료 SA는 효소 활성과 Orai1 이온통로를 함께 억제하는 효과가 있음을 알 수 있음. 시료 SA는 100 u g/ml에서 약 70%의 억제효과가 있어 우수성이 확인됨. 5. 아토피피부염 억제효과에서는, NO 생성억제는 두 가지 시료 모두 좋으나 특히 SA가 매우 우수하며 PGE2 생성억제는 두 가지 시료가 그리 강하지는 않으나 이 경우도 SA 가 SB 보다 좀 더 좋은 편임. IL-1β 억제는 두가지 시료 모두 우수하나 SB가 더 뛰어 나며, TNF-α생성억제는 두가지 시료 모두 약한 편이나 SB가 SA보다는 좋으며, IL-6 억제효과는 두가지 시료 모두 없는 것으로 나타남. 6. 염증 매개물질인 NO 합성효소인 inos의 유전자와 PGE2의 합성효소인 COX-2의 유전 자의 발현 억제에 대한 시료의 효과를 조사하기 위하여, NO와 PGE2의 생성억제 효 과가 있는 시료 SA를 대상으로 측정한 결과, 농도 의존적으로 mrna 발현량이 모두 줄어드는 것을 확인할 수 있음. 7. 시제품 SA와 SB를 각종 피부트러블 환자에게 임상적용해 본 결과, 두가지 시제품 모두 226

228 상품화가 가능하나 피부트러블의 상태나 종류에 따라 적용을 달리하는 것이 좋음. 8. 결론적으로, 시료 SA는 항산화효과에 의한 피부세포 보호와 피부미백, 아토피성 피부 염증 치료 또는 개선에 유효하며, 시료 SB는 주름개선 및 아토피성 피부염증 치료 또 는 개선에 유효함. 장기 사용시의 안전성은 시료 SB가 SA보다 좋음. 9. 개발하고자 하는 제품의 성능을 산학협력연구를 통하여 평가하고 임상에 적용하여 상 품화하였으므로 매우 만족함. 시제품을 개발한 후, 상품화하여 현재 시판중임. 피부 노화억제 및 피부트러블 환자에 대한 직접적인 적용으로 제품의 신뢰성 확보 227

229 의료바이오 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 바이오-메디컬 분야 응용을 위한 상압 저온 마이크로 플라즈마 분사장치 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 마이크로 플라즈마 분사 장치는 플라즈마가 분사되는 다수의 미세한 구멍이 배열된 전극을 마이크로머시닝 공정으로 제작하여 대기압에서 전류밀도가 높은 저온 플라즈마를 생성시켜 분사함으로써 바이오- 메디컬 분야에 응용 가능함 [국내동향] - 플라즈마는 반도체산업, 디스플레 이 산업, 물질의 표면개질과 같은 다양한 분야에서 적용되어 왔음 - 플라즈마 기술이 점점 발달되면서 플라즈마를 의학에 적용시키기 위 한 연구가 진행되고 있음 - 의료용 저온플라즈마 멸균기의 경우, 아직 외국산 제품이 시장을 선점하고 있지만, 국내기업이 기술개발을 통한 신제품 출시로 선두기업을 추격하고 있음 - 최근 3년간 국산 의료용 플라즈마 멸균기 품목 허가건수는 30건이상으로 급격히 증 가했으며, 지속적인 증가세로 시장경쟁력 을 갖출 것으로 보임 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➎제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 마이크로 머시닝, 플라즈마, 대기압, 저온플라즈마, 의용-생체분야 Micro machining, plasma, Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 아주대학교 부 서 전자공학과 성 명 양 상 식 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 등록일자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 바이오-메디컬 응용을 위한 상압 저온 마이크로 플라즈마 분사장치 228

230 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 마이크로머시닝 공정을 이용하여 플라즈마가 분사 되는 전극의 미세 전극들의 직경을 수십 마이크로 미터 이하로 제작함으로써 상압에서 낮은 전압으 로도 저온이며 전류밀도가 높은 플라즈마를 생성 시켜 분사할 수 있는 바이오-메디컬 분야에 응용 가능한 플라즈마 분사 장치 제공 장치 구성: 양극, 음극, 기체를 통과시키는 다공성 세라믹 절연체 등 플라즈마가 분사되는 마이크로 사이즈의 다수의 전극을 배열한 노즐을 마이크로머시닝 공정으로 제작 시작품을 개선하여 hand-held형 노즐을 개발함 시스템에 전원과 가스 유량 조절기를 내장하여 사 용에 편리하도록 개선함 <시제품 및 구현 적용 예시> 2. 기술의 수준 플라즈마가 분사되는 마이크로 사이즈의 다수의 전극을 배열한 노즐을 마이크로 머시닝 공정으로 제작함 플라즈마로 국소 면적부터 수cm2의 면적까지 처리할 수 있음 분사된 플라즈마의 길이가 수 cm로 거리 제한이 거의 없음 플라즈마의 온도 측정결과 세포에 열적 손상을 주지 않을 정도로 상온에 가까워 인체에 처리할 수 있음 전기적 특성 측정 결과 인가전압이 높아지면서 플라즈마의 발생 빈도가 높아지고 229

231 밀도가 높아짐 <마이크로 플라즈마 분사 장치의 모식도와 방전 사진> <인가전압에 따른 V-I 측정 결과> <플라즈마로 처리시 온도 변화 결과> 3. 기술의 필요성 MEMS 기술을 이용한 독창적인 최첨단 기술로서 상기 기술을 통한 핵심원천기술 확보가 가능함 의학과 생명과학, 환경공학 등 다양한 분야에서 긴밀한 협력 연구를 통해 완성도가 높은 융합 기술을 확보할 수 있음 저온 대기압 플라즈마 기술 개발을 통해 새로운 치료 기술을 확립하여 의료 수준을 향상시킬 수 있음 4. 기술의 차별성 o 기존기술과 개발기술의 비교 기존 상압에서 안정된 글로우 방전의 발생을 위해서 기계적으로 가공하여 방전을 일으키려는 연구가 보고되고 있으나 크기를 줄이는데 한계가 있고, 대면적 처리가 어려운 단점으로 적용범위가 제한됨 230

232 o 기술의 우위성 본 기술의 마이크로 플라즈마 분사 장치는 플라즈마가 분사되는 마이크로 사이즈의 다수의 전극을 배열한 노즐을 마이크로 머시닝 공정으로 제작하여 상압에서 낮은 전압으로 저온이며 전류밀도가 높은 플라즈마를 생성시켜 분사 가능함 플라즈마 온도는 최고 41 로 바이오-메디컬 분야에 적용할 때 세포에 손상이 가 지 않을 것으로 예상 o 기존기술과의 차별성, 독창성 니켈을 이용한 양극의 두께는 60 μm 이고 플라즈마가 분사되는 양극의 구멍은 모두 8개로 지름이 3mm인 원의 원주상에 등간격으로 배치하는 구조이고 유전층 은 양극과 음극을 절연하는 동시에 가스를 통과할 수 있는 다공성 알루미나를 사 용하는것을 특징으로 함 소자로부터 1cm 떨어진 거리에 PMMA를 두고 각 인가전압별로 10초간 플라즈마로 표면을 처리한 후 접촉각을 측정하였으며 그 결과 소자의 적정인가전압 범위는 5.5 kvp-p부터 9.5kVp-p임을 확인. <소자의 인자전압에 따른 PMMA 표면처리 결과> (a) 처리안함, (b) 5.5 kvp-p, (c) 7.5 kvp-p, (d) 9.5 kvp-p 231

233 의료바이오 분과 베체트병 진단용 조성물 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 배체트병의 증상 또는 처방 약물 의 영향을 받지 않고 베체트병의 발병여부를 알 수 있고, 더불어 비활동성 베체트병과 활동성 베 체트병을 구분하여 진단이 가능 [국내동향] - 현재 배체트병의 진단을 위한 결 정적인 진단 방법이 없음 - 의료용 진단키트는 향후 추가적 기술 개발을 통해 다양한 시장에 확대될 것으로 전망되며 이에 따 라 시장규모도 더욱 확대될 것으 로 예측됨 - 환자 발병수는 국내 2만명(2008년, 건강보험심사평가원 자료)이며, 일 본 및 중국의 경우 10만명당 11~ 14명 수준으로 발병되므로 잠재시 장 규모가 크다고 볼 수 있음 - 유럽의 분자진단 시장규모는 2015 년 15억 달러 규모이고, 세계시장 규모는 50억 달러로 추산됨 - 국내외 시장동향에 따라 베체트병 진단 기술과 키트의 시장성은 급 성장이 예측되며, 시장개발이 용 이하고 사업화 성공가능성이 높은 분야임 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 ➁개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 베체트병, 진단키트, CD206+, 희귀질환 진단키트 Behcet's disease, Diagnostic kit, CD206+, Rare disease diagnostic kit Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 아주대학교 부 서 의학과 성 명 손 성 향 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 등록일자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 베체트병 진단용 조성물 232

234 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 마크로파지 만노오즈 수용체 1(Macrophage mannose receptor 1,CD206)의 발현 수준을 측 정하는 제제를 포함하는 베체트병 진단용 조 성물 및 키트에 관한 것으로, 배체트병의 증상 또는 처방 약물의 영향을 받지 않고 베체트병의 발병여부를 알 수 있고, 더불어 비활동성 베체트병과 활동성 베체트병을 구분하여 진단이 가능해짐 베체트병(Behcet's disease)은 희귀 난치성 염증성 질환으로, 증상이 있는 경우 활 동성 베체트병으로, 증상이 없는 경우 비활동성으로 나뉨 CD206+ (만노오즈 수용체 마커)는 활동성 베체트병 환자군 49.7±35.2%와 비교하여, 건 강한 대조군이 7.4±0.8%(p=0.02), 비활동성 베체트병 환자군이 4.7±3.1%(p=0.007) 발현 을 나타내었음 따라서 베체트병이 발병되지 않은 사람과 비활동기의 베체트병 발병 환자와 달리 활동기의 베체트병 환자의 PBMC의 표면에서 CD206+의 발현이 현저하게 높은 것을 확인하였음 베체트병의 진단을 위한 결정적인 진단 방법은 아직 없으나, 본 기술을 통해 배체트병의 증상 또는 처방 약물의 영향을 받지 않고 베체트병의 발병 여부를 알 수 있고, 더불어 비활동성 베체트병과 활동성 베체트병을 구분하여 진단할 수 있음 2. 기술의 수준 우측 도면에 나타낸 바와 같이, CD206+ (만노오즈 수 용체 마커)는 활동성 베체트병 환자군 49.7±35.2%와 비 교하여, 건강한 대조군이 7.4±0.8%(p=0.02), 비활동성 베 체트병 환자군이 4.7±3.1%(p=0.007) 발현을 나타내었음 233

235 3. 기술의 필요성 현재 배체트병의 진단을 위한 결정적인 진단 방법이 없음 의료용 진단키는 시장규모는 2011년도 약 21억 달러였으며, 매년 11.4% 성장시 2 015년도 시장규모는 33억 달러가 될 것으로 예상됨 바이오 산업의 성장 및 바이오 마커들의 개발로 인해 시장 성장이 예측됨 의료용 진단키트는 향후 추가적 기술 개발을 통해 다양한 시장에 확대될 것으로 전망되며 이에 따라 시장규모도 더욱 확대될 것으로 예측됨 획기적인 진단기술을 통해, 조기의 질병 및 이를 치료하기 위한 신약개발시장으로 확대 가능성이 있음 4. 기술의 차별성 베체트병 진단을 위한 결정적인 진단 방법이 없었으나, 본 기술을 통해 베체트병의 발병 여부 및 병의 진행 상태까지 진단 가능 베체트병 환자가 나타내는 증상에 따라 진단 결과가 상이해지지 않고, 처방하는 약품에 의하여 진단결과가 상이해지지 않아 활동성 베체트병 진단에 우수한 효능을 보임 활동성 베체트병과 비활동성 베체트병을 구분하여 진단이 가능함 234

236 의료바이오 분과 유착방지막 용도의 생체적합성 고분자 필름 및 생체적합성 고분자 필름의 제조 방법 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 특장점 시장성 및 제품성 - 고생체 내 주입되어 조직 간의 유착 방지 효능 및 조직에의 점 착력이 개선된 생분해성 고분자 겔형 필름을 제공하는데 그 목적 이 있음 - PEO와 PEO 기반의 가교제를 이 용해 필름을 성형하고 성형된 필 름에 다량의 전자빔을 조사하여 가교시키는 방법으로 연속공정으 로 진행될 경우 제품생산에 매우 짧은 시간이 소요되며 별도의 멸 균 공정이 필요하지 않음 - 전자빔을 이용한 PEO 필름의 가교 방법은 가교 밀도를 자유롭게 조 절 가능함 - 고분자 조성의 변화시켜 유연성과 생분해 속도를 조절 가능함 - 친수성이 매우 큰 PEO 기반이므로 단백질이나 세포의 부착이 불가능 하여 유착 방지효과가 우수함 - 전자빔을 사용하는 생산 공정으로 초기 비용은 많지만 연속공정이 가능해 제품 생산 단가가 낮음 - 시장 규모는 국내 600억 해외 1 조 5천억원 규모로 삶의 질 향상 과 더불어 매년 5% 이상의 성장 세를 유지함 - 타 제품에 비해 연속 공정으로 제조되므로 제조 시간이 적고 인 력이 적게 필요해 장기적으로 생 산 단가는 저렴한 이점이 있음 - 현재 제품의 상태로는 개복수술용 으로 적합하나 복강경 수술에 쓰 이는 8mm 내경을 통과할 수준은 아니어서 추가 연구를 계속 진행 중에 있음 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 전자빔, 생분해성, 하이드로겔, 신축성, 유착방지막 Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 영남대학교 부 서 화학공학부 성 명 김 성 철 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 유착방지막 용도의 생체적합성 고분자 필름 및 생체적합성 고분자 필름의 제조 방법 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 235

237 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 생분해성 고분자 필름에 광원을 조사하여 가교 밀도를 높임으로써 유착방지 효능 을 높인 것으로, 특정 기간이 지난 후 용이하게 생분해가 이루어지는 생분해성 고 분자 필름과 그 제조방법에 관한 것임 바닷물의 ph는 약 8.5 정도로 이 ph에서는 위와 같은 대부분의 금속산화물들은 음의 전하를 띄게 되어 바닷물속의 여러 이온들을 흡착하고 있음. 이온들의 흡착 강도는 이온의 전하가 클수록 강한데, 예를 들면 Fe3+는 Mg2+ 보다 흡착력이 강 하고, Mg2+는 Na+보다 흡착력이 강함. 특히 이온의 흡착 강도는 ph를 조절하여 조절 가능한데, 이렇게 특정 ph에서 담수를 이용해 씻으면 식물에 유용한 미네럴 성분은 보존하고, 불필요한 Na 이온만 선택적으로 제거할 수 있음 < 유착방지 실험에 관한 사진> < 유작된 정도를 점수화한 표 > 236

238 2. 기술의 효과 광원의 조사량을 증가시켜 가교 밀도를 증가시킨 생분해성 고분자 필름은 높은 인장강도와 파단신장율을 q여 유착방지막으로써 좋은 물성을 가지고 있음 합성된 폴리에틸렌 글리콜디카복실레이트(Polyethylene glycol dicarboxylate, PEG DC)는 세포독성이 매우 적고 가교된 폴리에틸렌 옥사이드(Polyethlene oxide, PE O) 겔 필름은 3주 이후에 완전히 체내에서 분해되므로 체내에서도 안전하게 사용 할 수 있음 본 발명의 생분해성 고분자 필름은 현재 100% 수입에 의존하고 있는 필름형 유 착방지재료를 대체할 수 있음 3. 기술의 필요성 유착 현상은 일반적으로 모든 종류의 수술 후에 발생할 수 있으며, 이러한 현상으 로 인하여 수술 후 회복 과정에서 수술 주변 부위의 장기 또는 조직이 서로 부착 하여 심각한 임상적 후유증이 발생할 수 있음 현재 많이 사용되고 있는 겔 형태의 유착방지제는 상처가 치유되기 전에 체내(수 용액 상)에서 쉽게 분해 및 흡수되어 유착방지제로서의 효능이 낮은 문제점을 가 지고 있으며 이로 인해 기존의 유착방지제를 사용시 유착방지 효능이 50~70% 정도에 불과한 것으로 알려져 있음 따라서 원하는 기간 동안 안정되게 생체 내 조직에 점착되어 제 기능을 발현하고 생산 비용이 저렴하며, 특정 기간이 지난 후 생분해가 용이하게 이루어지는 하이 드로겔 형태의 조직 유착방지제의 개발이 필요함 237

239 에피프리에델라놀을 유효성분으로 함유하는 노화 억제용 약학조성물 Ⅰ. 제안기술 개요 의료바이오 분과 기술의 내용 기술의 특장점 시장성 및 제품성 - 에피프리에델라놀을 유효성분으 로 함유하는 세포 노화 억제용 조성물에 관한 것으로, 아드리아 마이신에 의해 유도되는 것을 특 징으로 하는 섬유아세포, 제대정 맥혈관내피세포, 혈관평활근세포 의 노화이거나 복제노화를 억제 하는 세포 노화 억제용 조성물을 제공 - 에피프리에델라놀은 느릅나무(Ul mus davidiana var. japonica) 추 출물로부터 분리된 것을 특징으 로 함 - 에피프리에델라놀이 세포노화 과 정에서 발현이 증가하는 p53의 발 현도 감소시킴을 확인하였다. 본 기술을 통해 에피프리에델라놀의 세포노화 저해 활성은 항산화작용 이나 항염증작용과는 구별되며, 스 트레스에 의한 세포노화 뿐만 아 니라, 복제노화도 억제하는 효능이 있음 - 항노화 시장 규모: 국내 11.9조 연 평균 10.1% 성장 SERI 이슈페 이퍼 ( ) - 75% 화장품 소 비재, 17% 의료, 7% 서비스 - 항노화 화장품 - 항노화 건강기능성 식품: 피부노 화, 류마티스성 관절염, 골관절염, 간염, 만성 피부손상,동맥경화, 전 립샘 증식증, 간암 등 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 에피프리에델라놀, 세포노화, 피부노화, 관절염, 동맥경화 Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 영남대학교 부 서 의과대학 성 명 김 재 룡 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 에피프리에델라놀을 유효성분으로 함유하는 노화 억제용 약학조성물 관련기술 관련기술 출원 등록 출원 등록 238

240 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 유근피 추출물, 이로부터 얻은 분획 및 이래부터 분리된 화합물들로부터 사람의 섬유아세포, 혈관내피세포 또는 혈관평활근세포의 세포노화를 특이적으로 억제하 는 효능을 가진 화합물을 선별함 유피근(Salicis radicis cortex)로부터 분리한 테르펜계 화합물 또는 카테킨 글리코 사이드계 화합물 중 하나 또는 둘 이상의 화합물을 유효성문으로 함유하는 노화 억제용 약학조성물에 관한 것임 세포노화 현상은 암을 억제하거나 촉진하기도 하며, 조직 재생과 복구, 조직/개체 노화와 노화관련 질환의 중요한 기전으로 제시 세포노화는 암, 동맥경화, 피부노화, 퇴행성 신경질환, 근감소증, 골다골증, 전립성 비대증 등과 같은 다양한 노화관련 질환의 병인에 기여함 < 화합물들의 효과> 2. 기술의 효과 유근피로부터 분리된 화합물은 아드라이마이신에 의한 세포노화를 억제하고, 이러 한 세포노화 과정에서 발현이 증가하는 p53 단백질 발현을 억제함으로써 노화 과 련 질환, 예를들어 피부노화, 류마티스성 관절염, 골관절염, 간염, 만성 피부손상 239

241 조직, 동맥경화, 전립샘 증식증 및 간암 등과 같은 환저 치료에 유용하게 사용됨 섬유아세포, 혈관내피세포 및 혈관평괄근세포로 이루어진 군에서 선택된 어느 하 나 또는 둘 이상의 세포 노화를 억제할 수 있으며, 특히 아드리아마이신에 의한 세포노화를 효과적으로 억제할 수 있음 3. 기술의 필요성 세포노화는 정상 체세포가 일정 횟수 분열한 후 더 이상 분열하지 못하는 현상으 로, 개체 및 조직의 노화에 기여하며, 세포의 비정상적인 증식과 암 형성을 억제 하는 중요한 기전임 노화세포가 축적되면 노화세포는 잘 분열하지 못하므로 손상된 조직이 적절히 복 구되지 못할 뿐만 아니라, 주위 조직을 분해하는 효소나 염증성 싸이토카인 등을 분비하므로 조직의 손상을 가속시키므로, 노화와 관련된 질병의 병인에 기여함 이와 같이 세포노화가 노화와 관련된 여러 가지 질병의 병인에 중요한 역할을 하 는 것으로 알려지면서, 세포노화 조절을 통하여 관련 질병을 예방하고 치료하고 자 하는 연구가 활발함 240

242 의료바이오 분과 퀘세틴-3-O-β-D-글루쿠로니드를 유효성분으로 함유하는 세포 노화 억제용 조성물 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 특장점 시장성 및 제품성 - 퀘세틴-3-O-β-D-글루쿠로니드(qu ercetin-3-o-β-d-glucuronide; Q3 GA)를 유효성분으로 함유하는 세 포 노화 억제용 조성물에 관한 것으로, 아드리아마이신에 의해 유도되는 것을 특징으로 하는 섬 유아세포 또는 제대정맥혈관내피 세포의 노화이거나 복제노화를 억제하는 세포 노화 억제용 조성 물을 제공 - 사람섬유아세포와 사람 제대혈관내 피세포를 이용하여 세포노화의 특 이적인 표지자인 노화 연관 베타- 갈락토시다제(senescence associate d β-galactosidase; SA-β-gal)의 활 성을 분석하여 퀘세틴-3-O-β-D-글 루쿠로니드(Q3GA)이 세포노화 저 해 활성이 있음을 확인 - 항노화 시장 규모: 국내 11.9조 연평균 10.1% 성장 SERI 이슈 페이퍼 ( ) - 75% 화장품 소비재, 17% 의료, 7% 서비스 - 항노화 화장품 - 항노화 건강기능성 식품: 피부노 화, 류마티스성 관절염, 골관절염, 간염, 만성 피부손상,동맥경화, 전 립샘 증식증, 간암 등 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 쿼세틴-3-O-β-D, 세포노화, 피부노화, 관절염, 동맥경화 Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 영남대학교 부 서 의과대학 성 명 김 재 룡 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 퀘세틴-3-O-β-D-글루쿠로니드를 유효성분으로 함유하는 세포 노화 억제용 조성물 관련기술 출원 등록 241

243 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 피부노화, 류마티스성 관절염, 골관절염, 간염, 만성 피부손상 조직, 동맥경화, 전립 샘 증식증 또는 간암 등의 치료 효과를 나타낼 수 있는 퀘세틴-3-O-β-D-글루쿠로 니드(quercetin-3-O-β-D-glucuronide; Q3GA)를 유효성분으로 함유하는 세포 노화 억제용 약제학적 조성물을 제공 퀘세틴-3-O-β-D-글루쿠로니드(quercetin-3-O-β-D-glucuronide; Q3GA)가 사람 섬 유아세포 및 제대정맥혈관내피세포에서 아드리아마이신에 의한 세포노화를 억제 하며, 아울러 복제노화가 유도된 세포에서도 세포노화를 저해함 편축(Polygoni avicularisherba) 메탄올 추출액에 증류수 및 헥산(n-hexane)을 첨가 하여 분획화한 증류수층에 에틸아세테이트(EtOAc)를 첨가하고, 이를 분획화된 증 류수층에 부탄올(n-BuOH)을 첨가하여 분획화하는 것이 특징임 < 세포노화에 미치는 효과> 242

244 2. 기술의 효과 편축으로부터 분리된 퀘세틴-3-O-β-D-글루쿠로니드(quercetin-3-O-β-D-glucuronid e; Q3GA) 화합물이 아드리아마이신에 의한 세포노화를 억제하고, 아울러 복제노 화가 유도된 세포에서도 세포노화를 저해함 섬유아세포 및 제대정맥혈관내피세포의 세포노화 과정을 억제함으로써 노화관련 질환, 예를들어 피부노화, 류마티스성 관절염, 골관절염, 간염, 만성 피부손상 조 직, 동맥경화, 전립샘 증식증 및 간암 등과 같은 질환 치료에 유용하게 사용될 수 있음 3. 기술의 필요성 텔로머라제 결핍 생쥐는 노화가 빨리 오는 것으로 알려져 있는데, 늙은 텔로미어 결핍 생쥐에서 텔로머라제 발현을 증가시키면 노화에 따른 조직 또는 장기의 퇴 행성 변화를 역전시킴을 확인 p53 활성이 적절하게 조절되지 않은 상태에서 지나치게 높아지면 노화가 빨리 나 타나지만, 적절한 p53의 활성은 오히려 노화를 억제하는 것으로 알려져 있음 243

245 의료바이오 분과 줄기 세포의 신경 전구 세포로의 분화용 조성물 및 이를 이용한 방법 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 인간 만능줄기세포 (인간배아줄기세포 와 역분기화만능줄세포)를 세포치료제 개발이나 연구목적으로 신경계 세포 로 분화를 시키려면 기존에는 embryoid body (EB) 형태로 부유배양 을 했다가 다시 부착배양을 해야 하 는 매우 번거로운 과정을 거쳤으나, 본 발명에 의한 방법으로는 부착배양 상태에서 분화배지로 바꿔주기만 하 면 단기간 내에 고수율로 신경전구세 포를 제작할 수 있음 매우 간편하게 고수율로 신경전구 세포로 분화시킬 수 있음 배지의 구성성분이 매우 단순하여 비용의 대폭 절감 배지의 구성성분이 동물유래물질이 없기 때문에 임상용으로 적합함 간편한 방법이므로 임상을 위해 신 경세포의 대량생산 가능 [국내동향] 국내에는 개발 기관이 전무 함 [해외동향] 배지 공급하는 외국 대기업 회사 (Gibco, Millipore)를 중 심으로 제품을 개발하고 있으 나 초기 단계임 많은 뇌질환의 세포치료에 필수 적인 기술임 간편하고 저비용으로 대량의 신 경전구세포를 만들 수 있기 때문에 경제성이 뛰어남 뇌질환 타겟 세포치료를 하고자 하는 회사들이나 연구용, 혹은 신 약개발을 위해 신경세포로의 분화 가 필요한 연구자들에게 필요한 배 지이므로 수요가 많을 것으로 사료 됨 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이 오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 한글 뇌신경질환, 신경전구세포 분화배지 영문 Neurological diseases, Neural Precursor Cells, Neural Differentiation Medium Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 차의과학대학교 부 서 의학전문대학원 성 명 황동연 직 급 부교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 3 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 대상기술 출원 등록 줄기 세포의 신경 전구 세포로의 분화용 조성물 및 이를 이용한 방법 줄기 세포의 신경 전구 세포로의 분화용 조성물 및 이를 이용한 방법 대상기술 출원 등록 줄기 세포의 신경 전구 세포로의 분화용 조성물 및 이를 이용한 방법 244

246 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 간편하고 저비용으로 대량의 임상가용한 안전한 xeno-free 신경전구세포를 쉽게 대량으로 만들 수 있기 때문에 경제성이 뛰어남 많은 뇌질환의 세포치료제로 사용할 신경계세포의 제작에 필수적인 기술임 뇌질환 타겟 세포치료를 하고자 하는 회사들이나 연구용, 혹은 신약개발을 위해 신경세포로의 분화가 필요한 연구자들에게 필요한 배지이므로 수요가 많을 것으로 사료됨 [본 기술(분화 배지)의 개괄도] [본 분화배지에 의해 신경계 구조 (neural structures) 가 형성된 모습] [본 분화배지로 제작된 신경전구세포의 마커 발현양상 확인] 245

247 [인간배아줄기세포를 분화시작 후 5일 후에 97.5%의 신경전구세포를 생성케 함] 2. 기술의 수준 인간만능줄기세포를 2D (monolayer) 배양방법으로 임상가용한 xeno-free 신경전 구세포로 분화시키는 배지로서는 세계적으로 최고의 수준임 246

248 3. 기술의 필요성 뇌질환 타겟 세포치료를 하고자 하는 회사들의 세포치료제 개발이나 연구용, 혹은 신약개발을 위해 신경계 세포가 필요한 연구자들에게 꼭 필요한 배지임 4. 기술의 차별성 기존의 신경전구세포 분화방법에 비해 아래와 같은 장점이 있음 - 간편한 분화방법으로서 시간과 노력이 절감됨 - 분화배지가 간단하게 구성되어 있어 비용이 많이 절감됨 - 분화에 걸리는 시간이 기존 방법보다 빠름 (12일에서 5일로 단축) - 배지에 동물유래물질이 포함되어 있지 않아 임상용으로 사용하기에 적합 247

249 248

250 화학 카다버린 생산을 위한 라이신 디카르복실라아제의 변이주 개발과 응용 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 -고농도 카다버린 생산을 목적으로, 반 응의 생촉매인 라이신 탈탄산 효소의 변이주를 개발함. 이를 통해 효소 활성 이 증대되고, 고온 및 염기성 ph에서 안정적으로 반응할 수 있는 효소 발굴. -라이신 탈탄산 효소 변이주를 생성하 기 위한 논리적 예측 방법을 제공함으 로써 단백질의 목적이 되는 부분을 선 택하고 단백질의 서열, 구조와 기능 및 컴퓨터 프로그램을 이용하여 특정 아미 노산의 잔기를 선택하여 변이하는 기술 제공 [해외동향] - 카다버린의 기질인 라이신은 전세 계석으로 2,200,000 톤/년 이 생 산되고 있음. 기질인 라이신은 전 세포 반응을 통해 이론 수율에 가깝게 생산 되나, 카다버린은 아 직 생산성을 더 증가시킬 여지가 있음 [국내동향] - 국내 기업과 많은 생촉매 연구실에 서 라이신 탈탄산 효소 반응에 관 련한 연구를 진행 중 -촉매 기능이 향상된 라이신 탈탄산 효소의 변이주 사용을 통해 카다버린 생산성 및 생산 효율을 증대시켜, 생 산 비용을 절감 -효소 ph 및 열안정성을 야생성에 비 해 5배 이상 증대, 활성은 50% 이상 을 향상 시킴 -안정성의 증대로 대량생산에 있어 라 이신 탈탄산 효소의 재사용 가능성을 높여 효소 생산 비용을 절감 -카다버린의 대량생산을 통해 고분자 전구체, 식품, 화학 첨가제 등의 다양 한 활용 상용화단계 일반 개발단계 핵심키워드 한글 영문 카다버린, 효소 개량, 라이신 탈탄산 효소 cadaverine, protein engineering. lysine decarboxylase Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 서울대학교 부 서 화학생물 공학부 성 명 김 병 기 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록) 일자 특허번호 특허명 상세현황 출원 라이신 디카르복실라아제의 변이주 개발 방법 및 그의 응용 249

251 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 < 카다버린 생산을 위한 라이신 탈탄산 효소 반응의 모식도> 본 기술은 크게 3가지의 세부기술로 나눌 수 있음 야생성 효소의 변이를 통한 변이주 탐색 기술 ; 컴퓨터 모델링 및 효소 구조 연구를 통한 주요 단백질 선정 기술 ; ph가 증가하는 반응성을 응용하여 색변화로 positive hit 변이주 탐색 기술 효소의 Multimeric(다합체) 구조적 안정성 증대 기술 ; 열안정성 증대 ; ph 안정성 증대 ; 단백질의 녹는 점 증대 활성 및 단백질 발현 증대 기술 ; 약 2000개의 단백질 서열 비교를 통한 활성 관여 잔기 탐색 기술 ; 단백질 말단의 서열 분석를 통한 발현량 증대 기술 < 탈탄산 효소 변이주 개발 방법의 모식도> 2. 기술의 수준 라이신 탈탄산 효소의 단백질 녹는 점 증대. (야생주에 비해 Tm 값 10.6 C 증가) 라이신 탈탄산 효소의 열안정성 증대. (60 C 의 열안정성 약 260배 증가) 250

252 라이신 탈탄산 효소의 ph 안정성 증대 (ph 9에서의 안정성 1.9배 증가) 라이신 탈탄산 효소의 활성 증가 (상대적 활성 56% 증가) 3. 기술의 필요성 세포를 사용한 포도당으로부터의 in vivo 반응을 사용할 시에는 산물의 고농도 생산이 필수적 인데 이를 위해서는 주로 transporter/anti-transporter의 발현과 조절, stress release 연구가 필요하나 많은 시간과 노력을 필요로 함. 이미 개발된 lysine 생산 시스템을 사용해서 효소공정 개발이 더 경제적 공정개발의 가능성 제 공 효율적 증류공정을 위해 강염기를 사용한 분리 정제 공정 사용의 필요성 대두 대사공학적 방법을 통한 cadaverine 생산의 한계는 세포가 고농도 반응산물을 생산 시, 그 수 율 및 생산성이 현저히 떨어짐에서 확인 할 수 있음 (Lysine/cadaverine productivity 비교) 251

253 발효공정에 비해 분리정제 공정의 에너지 소모가 과다함. (B.P. : cadaverine(178 도))그러나 반 응산물인 cadaverine의 농도가 높아질수록 정제에 사용되는 에너지를 줄일 수 있어 고농 도 반응이 요구됨 4. 기술의 차별성 라이신 탈탄산 효소의 경우 decamer의 구조가 불안정해지면 활성도 감소한다는 관계가 알 려져 있으나 이를 효소 공학적으로 안정화 시킨 연구가 보고된 바 없음. 이의 정확한 이 해(실험을 통한 protein structure analysis)가 단백질 반응의 안정성을 향상시키는데 매우 중요한 변수 반응 온도와, 염기성으로의 ph의 변화가 구조적 안정성을 감소시기나 변이주 개발을 통해 한계 극복 Corynebacteria로 생산할 경우 대장균 decarboxylase를 사용하기 때문에 대장균 단백질의 안정성이 문제가 될 수 있음. 이를 in vitro 생산의 방법으로 문제 해결 < 다합체 구조 단백질 안정성 개선 모식도> sequence 비교 및 Computer modeling(homology model, protein-ligand docking, protein network model analysis 등)을 통한 multimeric 단백질의 focused mutation library 구축. 신규 단 백질 디자인/구조를 유지하는 Multimeric 단백질의 interface sequence analysis 만에 특화된 해 석 tool 개발과 응용/단백질 접힘 조절을 극대화한 안정성 증대를 통한 활성 증대 decarboxylase 개발/디자인된 단백질을 통한 cadaverine/고농도 생산효소공정 개발 252

254 화학 분과 오폐수 처리를 위한 조성물 및 방법 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 특장점 시장성 및 제품성 - 효율적인 오폐수 처리를 위하여 오폐수 과정에서 알루미늄계 성 분 및 칼슘계 성분을 포함하는 무기물 응집제를 투여하여 미세 플록을 형성시키고, 갈조류 및 양 이온성 폴리머를 포함하는 유기 물 응집제를 투여하여 상기 미세 플록 간의 가교결합을 형성시킴 으로써 플록의 급속 침전을 유도 하는 침전단계를 포함하는 오폐 수 처리용 조성물 및 방법을 제 공한다. - 무기 응집제에 의한 미세 플록을 형성시키는 단계에서 유기물 응 집제를 투여하여 미세 플록 간의 가교결합을 형성시킴으로써 플록 의 급속 침전을 유도하는 침전단 계를 포함하는 오폐수 처리 방법 으로, 소량 사용으로도 초고속 응 집력을 발휘할 수 있고, ph에 관 계없이 감색이 가능하며, 기존 응 집제에 비해 슬러지의 함수량을 50%이하로 감소시켜 2차 처리비 용 문제를 해결하였다 년과 2013년 사이에 일본의 폐수 처리량이 꾸준히 상승하고 있다. 2007년도의 폐수처리 시장 에서의 수익은 $46.4백만 이였고, 2009년도의 수익은 $50.2백만으 로 5%수익 상승세를 기록하였다. 폐수처리 분야에 대한 정부와 대 규모 다국적 기업의 투자로 인해 일본의 폐수처리 시장은 더욱 성 장할 것으로 전망된다. 또한 산업 영 폐수 처리 시스템에 대한 수 요가 계속해서 늘어나고 있다. 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 오폐수, 조성물, 중금속, 정화, 응집제, 갈조류 Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 영남대학교 부 서 화학생화학부 성 명 강미숙 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 오폐수 처리를 위한 조성물 및 방법 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 253

255 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 오폐수내의 중금속을 포함한 미립자를 효과적으로 제거함으로써, 오폐수의 정화를 보다 효율적으로 구현할 수 있음 알루미늄계 성분 및 칼슘계 성분을 포함하는 무기물 응집제, 갈조류 및 양이온성 폴리머를 포함하는 유기물 응집제를 포함하는 오폐수 처리용 조성물 제공 < 오폐수 정화과정 공정도> 오폐수에 알루미늄계 성분 및 칼슘계 성분을 포함하는 무기물 응집제를 투여하여 미세 플록을 형성시키는 미세 플록 형성단계 및 갈조류 및 양이온성 폴리머를 포 함하는 유기물 응집제를 투여하는 미세 플로 간의 가교결합을 형성시킴으로써 플 록의 급속 침전을 유도하는 침전단계로 이루어짐 2. 기술의 수준 미세플록의 교차반응에 따른 신속한 침전 유도 가능 중금속, 부유무질(SS), 총인, 총질소를 현저하게 감소시킴 총인의 경우 1/3 수준으로 감소시킴 (우사(젖소)폐수) 3. 기술의 필요성 종래의 무기 고분자 응집제는 입자 전하의 중화작용에만 관여하는 것이 대부분이 므로, 큰 플록을 형성하는 것이 불가능함 형성된 플록이 가벼워서 부유하기 쉽고, 응집pH 범위가 좁고, 금속에의 부식성이 강하고, 가격적인 비용부담이 큼 254

256 화학 분과 바다머드를 이용한 친환경 비료의 제조방법 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 특장점 시장성 및 제품성 - Na 이온은 바다 머드 중 가장 많은 성분으로 머드를 그대로 비 료로 사용할 경우, 이온 농도가 갑자기 높아져 식물이 말라죽고, 다른 이온의 흡수를 방해함. 머 드입자는 표면에 음전하를 가지 고 있어서 Na를 포함한 수분(바 닷물)을 제거하기가 어려운데, 응 집제를 사용하고 ph를 10 이상 으로 유지하면 머드가 쉽게 응집 되고 Na 이온을 포함한 바닷물 을 쉽게 제거 가능함 - 머드는 매년 식물성 플랑크톤의 자연사에 의해 퇴적되고, 자연 퇴 적물도 계속 발생하여 재생 가능 함 - 시중에 판매되는 Azomite 비료나 zeolite 비료에 비해 운반비가 적 게 들고 바위를 분쇄할 필요가 없 어서 생산단가나 운송비가 적으나 비료 성분은 2배 정도로 많음 - 바닷물에 녹아 있는 많은 성분 때 문에 미네럴의 균형이 다른 친환 경 비료들에 비해 가장 잘 맞춰져 있음 - 미국이나 유럽 등의 선진국에서는 친환경 농산물에 대한 수요가 증 가하고 있어서 화학비료의 사용 을 줄이고 있음. - 고가의 Azomite 비료의 매출은 미국 내 100억원 이하로 상당히 작지만, 톤 당 가격이 $80 이하인 zeolite를 이용한 토질개량제 시장 은 3000억원 이상으로 매우 큰 편이며 대부분 중국이나 동남아 등지에서 생산되고 있음 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 바다 머드, 친환경, 미네럴 비료, 등전점, 응집제 Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 영남대학교 부 서 화학공학부 성 명 김 성 철 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 바다 머드를 이용한 친환경 비료릐 제조방법 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 255

257 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 고가의 천연광물비료를 대체하기 위해 풍부하게 존재하는 머드를 바닷물 또는 담 수와 함께 처리하여 용해도가 큰 염분(NaCI)을 선택적으로 제거하고, 머드와 소금 물에 포함되어 있는 수십 종의 미메랑은 대부분 보존하여 친환경비료 및 토질개 량제 등으로 사용 가능함 바닷물의 ph는 약 8.5 정도로 이 ph에서는 위와 같은 대부분의 금속산화물들은 음의 전하를 띄게 되어 바닷물속의 여러 이온들을 흡착하고 있음. 이온들의 흡착 강도는 이온의 전하가 클수록 강한데, 예를 들면 Fe3+는 Mg2+ 보다 흡착력이 강 하고, Mg2+는 Na+보다 흡착력이 강함. 특히 이온의 흡착 강도는 ph를 조절하여 조절 가능한데, 이렇게 특정 ph에서 담수를 이용해 씻으면 식물에 유용한 미네럴 성분은 보존하고, 불필요한 Na 이온만 선택적으로 제거할 수 있음 응집제 중 특히 CaO는 생석회로 조개껍질을 소성시켜 얻을 수 있기 때문에 가격 이 가장 저렴하고 ph는 10 이상 높일 수 있어서 가장 적합한 재료임. 이렇게 제 조된 비료는 미국에서 판매되고 있는 Azomite나 zeolite 비료에 비해 가격은 훨씬 저렴하고, 비료 성분인 필수 성분 15종은 2배 이상 많은 것이 특징임 < 실리케이트 표면전하 모식도> 256

258 2. 기술의 효과 머드와 바닷물 내에 다량으로 들어 있는 여러 종의 미네랄을 그대로 활용할 수 있으며, 화학비료를 대체할 수 있는 천연비료로써 활용이 가능함 머드 및 바닷물에 포함되어 있는 불필요한 나트륨이온(Na+), 염소이온(Cl-)만 선택 적으로 제거할 수 있어 비료 살포 후 염해를 방지할 수 있으며, 상기 처리과정 이 후의 머드 내의 유효 성분이 천연광물비료로 시판중인 아조마이트에 비해 크게 증가되어 고가의 천연광물비료를 대체할 수 있음 3. 기술의 필요성 화학비료의 남용은 토양의 산성화를 초래하며, 토양 내의 실물 생장에 유효한 미 네랄의 소모를 촉진한다. 결과적으로 더 많은 양의 화학비료를 필요로 하게 되너 다시 화학비료에 의존하게 되는 악순환을 반복하게 된다. 인산과 질소가 포함되어 광맥으로부터 채광하여 분쇄공정만으로도 바로 비료의 사용이 가능한 천연광물비료가 각광받고 있다. 종래의 전류 제어 방식은 고속에서 전압을 선형제한 전압 내에서만 사용해야 하 므로, 효율성이 떨어지며, 폐루프 전류 제어를 위해서 디지철 시지연에 의한 불안 정성이 존재하는 문제가 있음 257

259 화학 분과 표면의 이온 공정화 기술을 이용한 환경 친화형 무독성 방청 코팅제 개발 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 1 이온 분자로부터 핵생성-1차-2차-3 차원 망목구조 제거 ( 나노구조 제거) 2 나노기공 구조 표면의 기능기에 금 속 (Ca, Mg, Mo) 이온의 고정화 기술 3 이온 고정화 방식안료의 페인트 적 용 및 평가기술 [국내동향] - nano 기공 재료 기술 관련 : 한국의 모든 대학 및 연구소 - Sol -gel, Template, 유화법, Alkoxide 및 유리로부터 기공재료 제조 기술 연구하고 있으나 상업적 개념 부족 [해외동향] - 미국 그레이스사 (W.R.Grace) : Ca²+ 이온치환 실리카의 방청도료 적용 - 일본 라이카 사 (Rayca Corporation) : Zn/Mg 이온 고정화 - 경제적인 효과로 볼 때 안료 자체 시 장만 1,000억원 정도, 간접 효과를 감 안한 전기전자, 자동차, 건축, 선박 등 수십 조에 이를 것으로 예측됨 상용화단계 일반 1아이디어 2연구단계 3개발단계 개발완료(시제품) 5제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 무독성, 방청, 도료, 코팅, 친환경 nontoxic, anticorrosive, paint, coating, eco-friendly Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 (주)이레화학상사 부 서 총괄 성 명 송선갑 직 급 대표이사 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 관련기술 관련기술 출원 등록 출원 등록 출원 등록 258

260 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 ㆍ 융합기술의 개요 1 이온 분자로부터 핵생성-1차-2차-3차원 망목구조 제거 (나노구조 제거) 핵심 원천기술 : 이온농도, ph, 온도, 반응속도 조절에 의한 1.2.3차 입자제거 o 핵심 공정기술 : Hydrogel의 기능기 제거 (Si-OH 기능기수) 기술 비표면적 제거기술 순간건조에 의한 나노구조 (세공용적, 세공크기 등) 제어기술 고속순간반응 공정의 공정 시스템 제어기술 (재현성 확보) 2 나노기공 구조 표면의 기능기에 금속 (Ca, Mg, Mo) 이온의 고정화 기술 o 핵심 원천기술 : 나노기공 소재의 기능기 밀도, 나노기공 소재의 표면전하 o 핵심 공정기술 : 표면 기능기에 방식기능을 발휘할 수 있는 금속이온 고정화 기술 3 이온 고정화 방식안료의 페인트 적용 및 평가기술 259

261 Control Znic Phosphate New Concept 2. 기술의 수준 제품 개발 형태 : powder 구 분 입 도 표면적 세공용적 세공크기 수 분 측정값 3~5 μm 730~850 m2/gr 0.3~0.5 ml/gr 10~20 nm 5 % 3. 기술의 필요성 o 독창적 기술개발 필요 - 메조기공법을 이용한 환경 친화형 무독성 방청 코팅제 기술은 국내외적으로 거 의 소개가 안된 기술이며, (주)이레화학상사의 독자적인 제조 기술을 융합하여 새 로운 개념의 방청 코팅제를 개발하여 상업화할 준비가 되어 있는 상태. o 환경규제 강화에 따른 무독성 방청코팅제 개발이 필요 - EU 전기전자 환경규제강화 - 미국 CPSP(Consumer Product Safety Commission, 소비용품 안전 위원회) 규제 - 유럽 자동차 공업회의 Lead-Free 화 4. 기술의 차별성 기술적 파급효과마 매우 큼 -경제적인 효과로 볼 때 안료 자체 시장만 대략 1,000억 원 정도, 간접 효과를 감 안한 전기전자, 자동차, 건축, 선박 등 수십조에 이를 것으로 예측. - 도료(방청,방식) 코팅제 및 나노융합소재 (나노기공 실리카) 로 사용 가능하며, 나 노기공 기술이 필요한 융합나노기술로도 활용 가능. - 독성 코팅제 50,000 MT/yr 대체에 의 한 약 1,500억 원 절감 260

262 화학 분과 PI 나노복합체 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 열안전성이 향상된 폴리이미드계 나노 복합 필름 제조기술 - 폴리이미드 수지의 기계적ㆍ열적 특성, 기체차단성을 향상시키 위해 유기 고 분자와 층상 실리케이트소재를 나노복 합화하는 기술 - 최근 폴리이미드 수지와 같은 유 기 고분자 재료의 기계적ㆍ열적 특성, 기체차단성 향상을 위해 유 기 고분자와 층상 실리케이트소 재를 나노복합화하는 방법이 다 양하게 연구되고 있음 - 그러나, 이러한 폴리이미드 나노 복합체 필름은 유기물 함유 필러 의 약한 열특성이 약점으로 지적 되고 있어 디스플레이용 기판, 광 학 필터 등에 사용할 수 있도록 열적안정성을 보다 개선한 기술 개발이 필요한 실정임 - 본 발명에 의하면, 기존의 층상 실리케이트 함유 폴리이미드 나 노복합체 필름에 있어서 열특성 이 약한 약점을 보완하고 광학특 성과 기계적 물성이 우수한 폴리 이미드 나노복합체 필름을 제조 할 수 있어 디스플레이용 기판, 광학필터, 광센서, 유기계 태양전 지 박막 등으로 제품화시 경쟁력 확보를 통한 경제적 효과가 기대 됨 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 폴리이미드 나노복합체, 필름 polyimide nanocomposites, films Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한국화학연구원 부 서 고기능고분자연구센터 성 명 원종찬 직 급 책임연구원 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 5 건 구 분 상 태 출원(등록)일자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 2004/08/ 대상기술 출원 등록 2009/05/ 대상기술 출원 등록 2013/07/ 대상기술 출원 등록 2013/12/ 대상기술 출원 등록 2014/01/ 신규의 아믹산 올리고머와 이를 이용하여 개질된 친유기성 층상실리케이트를 함유하는 폴리이미드 나노복합재 고유전 폴리이미드-무기입자 복합체 및 이의 제조방법 유기화 층상 실리케이트 및 그 제조방법 이트륨 산화물로 표면 처리된 폴리이미드 유기절연체 및 이를이용한박막트랜지스터 열안정성이 개선된 폴리이미드 나노복합체 필름 261

263 기술 소개 1. 기술의 특징 열안정성 디스플레이용 기판, 광학 필터 등에 유용하게 사용될 수 있도록 열적 안정성을 보 다 개선한 폴리이미드 나노복합체 필름 * 폴리이미드 수지의 특성(우수한 내열성 및 기계적 물성)을 가지면서도 열특성이 약한 유기물 함유 필러의 약점을 개선하여 광학 특성, 황색도 및 열팽창계수에서 도 우수한 복합체 필름 기술 2. 기술의 적용분야 폴리이미드계 나노복합필름 유연성 회로 기판(FPCB)용 필름, TAB용 필름, 액정 배향용 필름, 버퍼 코트(buffer coat), 알파선 차단코트(alpha-ray shielding) 등의 반도체용 코팅제 디스플레이용 기판, 광학필터, 광센서, 유기계 태양전지 박막 262

264 화학 분과 유-무기 하이브리드 나노세공체(MOF) Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 세계 최고 수준의 표면적을 갖는 다공 성 소재 생산 및 응용 기술 - 기존의 나노세공 소재인 제올라이트, 활성탄, 실리카, 알루미나 등의 분자확 산속도 제약, 낮은 표면적, 비결정성 문제와 같은 한계점을 개선한 신규 다 공성 대체 소재 * Hybrid 분말을 조립 및 압출하여 제조 하는 새로운 형태의 다공성 금속-유기 구조체(MOF, Metal Organic Framewo rk) - MOF에 관한 연구는 2000년대 초 반부터 폭발적으로 증가하기 시작 하였고, 이 추세는 앞으로도 계속 될 전망임. 특히 구조 내 기공의 부피와 표면적이 제올라이트를 능 가하기 때문에 이를 이용한 다양 한 응용 분야들이 속속 소개되고 있음 - BASF는 MOF의 다양한 적용분야 중 메탄 저장을 타깃으로 용도에 적합 한 기술을 개발하는 등 해외 일부 회사들이 구체적인 용도에 맞는 기 술개발을 진행중임 - 유-무기 하이브리드 나노세공체(MOF) 는 시장 초기단계에 있으며, BASF가 초기 시장을 지배하고 있음 - 고도 합성 정제기술을 바탕으로 세계 2번째 하이브리드 나노세공 체 대량합성 성공 (150 kg/m3.da y)한 기술로 기존의 나노세공 소 재를 대체하는 다양한 용도로 제 품화 시 기존 시장 대체 및 신규 시장 창출에 의한 경제적 효과가 예상됨 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이오 한글 영문 Ⅱ. 기술개발자 정보 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 유-무기 하이브리드, 나노세공체, 금속-유기 골격체 organic-inorganic hybrid, nanoporous material, Metal Organic Framework, MOF 기관명 한국화학연구원 부 서 나노촉매연구센터 성 명 장종산 직 급 책임연구원 Ⅲ. 특허정보 특허현황 상세현황 구 분 상 태 사업화대상기술관련 특허 총 7 건 출원(등록)일 자 대상기술 출원 등록 2006/12/0 2 대상기술 출원 등록 2006/12/1 3 대상기술 출원 등록 2007/06/2 7 대상기술 출원 등록 2012/06/0 1 대상기술 출원 등록 2013/11/1 8 대상기술 출원 등록 2014/03/1 7 대상기술 출원 등록 2014/10/1 6 특허번호 특허명 수분의 흡착 및 탈착을 위한 흡착제 철이 포함된 다공성 유무기 혼성체 및 이를 이 용한 수분흡착제 다공성 유무기혼성체의 제조방법, 상기 방법에 의하여 수득되는 유무기혼성체 및 이의 촉매적 용도 다공성 유무기 혼성체의 제조방법 하이브리드 나노세공체 및 알루미나를 포함하 는 복합체 및 이의 제조방법 폴리실세스퀴옥산-표면개질된 체 및 이의 제조방법 유무기 나노세공 결정성 하이브리드 나노세공체 흡착제의 올레 핀 및 아세틸렌 함유 혼합기체의 분리 정제 방 법 263

265 기술 소개 1. 기술의 특징 흡착성능 세계 최고수준의 표면적(1,500~4,500m2/g)을 갖고 흡착제 및 촉매 등에 다양한 흡착 및 반응 특성을 나타내는 하이브리드 나노세공체의 상업적 생산 및 응용기 술임 세계 최고 수준의 수분흡착량 실현 (>0.6g/g흡착제) 내구성 기존 다공성 하이브리드 나노세공체 대비 높은 수분 (>100 ) 및 화학 안정성 확 보 (~300 ) * 특별히 수분에 약한 특성을 가진 BASF사 물질 대비 우수한 장기 내수특성 확보 (수분에 의해 골격이 쉽게 붕괴되지 않음) 대량 생산 MIL-100, MIL-101 구조를 가지는 신규한 KRICT MOF의 대량합성기술 확보 2. 기술의 적용분야 수분흡착 및 습도조절 : 가습기, 제습기, 냉난방기, 공조기, 건조기 촉매 : 저온 액상 반응용 촉매, 배기가스 정화용 촉매 가스흡착 : 유해가스 제거용 흡착제, 석유화학 공정용 올레핀 및 기체/액체 흡착제 필터 : 공기청정기용 필터 264

266 화학 분과 페로브스카이트 태양전지 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 세계 최고 효율의 페로브스카이트 태 양전지 소자 및 소재 기술 - 무기물과 유기물이 혼합된 페로브스카 이트(Perovskite) 구조를 갖는 고효율 의 신규 광흡수체를 용액 공정 기술을 기반으로 저온 코팅하는 방법으로 손 쉽게 제조하는 기술 - 성균관대와 일본 카네카는 페로브스 카이트 태양전지와 실리콘 태양전지 를 광학적 스펙트럼 분리장치를 이 용한 하이브리드 태양광시스템으로 제작해 28%의 고효율 달성 - 광주과기원 김동유 교수와 호주국립 과학원 박두진 박사가 주도한 한국- 호주 공동 연구팀은 슬롯다이코팅 공법과 롤투롤 공정을 통해 가격은 낮추고 면적은 넓힌 페로브스카이트 태양전지를 만드는데 성공함 - Oxford Photovoltaics은 2017년까지 페 로브스카이트 태양전지 제품을 출시할 계획을 발표함 - 호주의 Dyesol은 터키에서 페로브스카 이트 염료태양전지(DSC) 태양광발전기 술 상용화를 추진하고 있음 - 페로브스카이트 태양전지는 기존 실리콘 태양전지에 비해 발전단 가가 낮아 차세대 태양전지로 부 각되고 있어 본 기술의 상업화 시 태양전지 시장의 선점은 물론 막대한 경제적 효과가 기대됨 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 페로브스카이트 태양전지 Perovskite solar cell Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한국화학연구원 부 서 광에너지융합소재연구센터 성 명 석상일 직 급 책임연구원 Ⅲ. 특허정보 특허현황 구 분 상 태 사업화대상기술관련 특허 총 7 건 출원(등록)일 자 특허번호 대상기술 출원 등록 2013/01/ 특허명 높은 내구성을 가진 무 유기 전지의 제조 방법 하이브리드 태양 대상기술 출원 등록 2014/01/ 내구성과 고성능의 무 유기 하이브리드 태양전지 상세현황 대상기술 출원 등록 2014/01/ 대상기술 출원 등록 2014/03/ 대상기술 출원 등록 2014/03/ 대상기술 출원 등록 2013/09/ 대상기술 출원 등록 2013/09/ 고효율 무 유기 하이브리드 태양전지의 제조 방법 무/유기 하이브리드 페로브스카이트 화합물계 태양전지 복합 페로브스카이트계 소재를 포함하여 제조 되는 반도체 소자 및 이의 제조방법 광흡수 구조체가 구비된 태양전지 광흡수 구조체가 구비된 태양전지의 제조방법 265

267 기술 소개 1. 기술의 특징 세계 최고 효율 미국 재생에너지연구소가 공인하는 페로브스카이트 태양전지 효율 차트에서 가장 높은 20.1%로 공식 등재(아래 그림의 한국화학연구원(KRICT)기록 참조) * 소규모 셀을 기준하여 광효율 20.1%를 달성하였으며, 대면적화(10cm 10cm)를 위 한 주요 기반 기술 확보 * 복잡한 공정과 고가의 장비를 통해 제조되는 기존 실리콘 단결정계 태양전지나 박막형 태양전지 효율과 필적하는 효율 달성 저가격 값싼 무기물과 유기물이 결합하여 페로브스카이트 결정 구조를 가지면서도 화학 적으로 쉽게 합성되는 소재를 이용하여 제조한 태양전지(실리콘 태양전지의 1/3) * 페로브스카이트 태양전지는 기존 실리콘 태양전지에 비해 발전단가가 낮아 차세 대 태양전지로 부각(저비용, 고효율) [그림] NREL에 등재된 Best Research-cell efficiencies 2. 기술의 적용분야 태양전지 차량용 태양전지, BIPV 형태, 유연소자 적용형 태양전지 등 266

268 화학 분과 금속 산화물 나노 튜브를 포함하는 나노 구조체의 제조방법 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 친환경 신재생에너지 관심 증가로 전 - 중공의 금속 산화물 나노 입자를 준비 하는 단계와 금속 산화물 나노 입자를 소결하여 나노입자가 연결된 금속 산 화물 나노 튜브를 포함하는 그물 형태 의 나노 구조체 제조 - 기존의 제조공정보다 단순한 공정 - 나노 크기로 인하여 넓은 비표면적을 가질 뿐만 아니라, 튜브 형상으로 인 한 전자이송 능력의 증가로 인하여 태 양전지 또는 연료전지 전지 분야 또는 저장 매체 분야와 같은 여러 가지 분 야에서 그 활용이 기대되고 있음. 기 자동차 등 2차전지 시장 확대 예상 - 이차전지는 리튬이차전지 중심으로 시 장이 크게 확대될 예정이며 리튬이차 전지 세계시장은 2010년 13.3조원에서 2018년 약 45.6조원으로 성장이 예상 되고 리튬이차전지 국내시장은 2010 년 4.7조원에서 2018년 약 21조원으로 성장이 예상됨. 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 나노 튜브, 나노 구조체, 금속 산화물 Nanotubes, Nanostructures, Metal oxides Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한양대학교 ERICA 산학협력단 부 서 재료공학과 성 명 이재성 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 상세현황 구 분 상 태 사업화대상기술관련 특허 총 10 건 출원(등록) 일자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 금속 산화물 나노 튜브를 포함하는 나노 구조체의 제조방법 관련기술 출원 등록 성형성이 우수한 금속나노분말 응집체 및 그 제조방법 관련기술 출원 등록 철 나노분말 소결체 제조 방법 관련기술 출원 등록 초음파 기상 합성법에 의한 규칙격차를 가진 철-백금 나노 입자 합성 방법 관련기술 출원 등록 금속산화물 중공 나노입자의 제조방법 관련기술 출원 등록 나노크기의 금속분말의 성형용 피드스톡 제조방법 및 이를 이용한 소결체 제조방법 관련기술 출원 등록 전기화학적 환원에 의한 나노금속분말의 제조방법 관련기술 출원 등록 밀스케일을 이용한 Fe계 나노분말의 제조방법 관련기술 출원 등록 고순도의 합금 및 복합상 나노금속분말의 제조방법 관련기술 출원 등록 금속사출성형용 나노금속분말 피드스톡 제조방법 267

269 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 중공의 금속 산화물 나노 입자를 준비하는 단계와 금속 산화물 나노 입자를 소결 하여 나노입자가 연결된 금속 산화물 나노 튜브를 포함하는 그물 형태의 나노 구 조체를 제조하는 제조방법 복잡한 방법에 의해 제조되었던 나노 튜브 및 나노 튜브를 포함하는 그물 구조의 나노 구조체를 더욱 간단한 공정으로 제조 < 중공의 나노 입자를 제조하기 위하여 사용한 장치의 개략도 > < 제조된 나노튜브를 포함하는 그물 형태 나노 구조체의 TEM 및 SEM 사진 > 2. 기술의 수준 반복 소결된 중공나노입자들이 나노튜브 형성 형성된 나노튜브가 그물 형태로 연결 Lab-Scale 시제품 개발 후 구현환경 적용실험 단계의 기술 개발 상태 268

270 3. 기술의 필요성 기존의 방법인 음극 산화알루미늄 템플릿을 이용한 산화망간 나노튜브 또는 나노 막대의 제조방법, 주형 합성법을 이용한 나노 구조화된 튜브형의 이산화티타늄 광촉매의 제조방법 및 이에 의해 제조된 이산화티타늄 광촉매의 용도에 관한 발 명 등은 공정이 복잡하고 제조비용이 과다할 우려가 있어 보다 간단한 공정 기술 의 필요성이 대두됨. 2차 전지(모바일 디바이스, 전기 자동차 및 신재생 에너지 소재), 태양전지(고효율 구현, 친환경 에너지 소재), 바이오센서/흡착제/촉매제(인체 적용 나노센싱 시스 템, 환경분야 적용 소재), 전자부품, 대용량 데이터 저장매체, 전력선 통신선 등의 분야에 폭넓게 적용이 가능 < 기술 적용 분야 > 4. 기술의 차별성 템플릿이라는 구조물 추가/제거가 불필요 제조공정 적용이 용이 기존 공법에 비해 제조비용 절감 튜브 형상으로 인한 전자이송능력의 증가 태양전지, 연료전지 또는 저장 매체 신소재 등 적용분야 다양 269

271 화학 분과 실리콘 기판의 표면 박리방법 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 공정비용이 낮으면서도 저온에서 수행 되어 실리콘 박막의 품질을 유지할 수 있는 결정질 실리콘 기판의 박리 방법 - 습식 증착법을 이용하여 결정질 실리 콘 기판을 수십 마이크론 두게로 박리 하는 방법 - 연속적인 습식 증착공정 및 저온공정 에 의해 실리콘 기판의 표면을 균일하 게 박리 - 저비용으로 결정질 실리콘 박막을 제 조 [국내동향] - 실리콘박막은 국내 대학과 기업 등 산학연을 중심으로 관련 연구가 활발히 이루어지고 있음 [해외동향] 년 기준, 국내 태양전지 셀 생산 능력은 2008년 200 MW에 서 2009년에는 920 MW로 4.6배 이상 증가하였으며, 2010년에는 1.87 GW에서 2015년 GW 로 성장할 것으로 전망 - 국내 태양전지 셀 생산능력은 2015년 GW로 성장할 것으로 전 망됨 - 태양전지 소자, 반도체 소자 등 실리콘 박막가 적용될 수 있는 분야는 매우 다양하며, 전자부품 및 제품이 소형화 되고 유연성이 요구됨에 따라 수요가 크게 증가할 것으로 예상됨 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이오 한글 영문 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 실리콘, 박막, 표면 박리 silicone, thin film, substrate, lift-off Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한양대학교 ERICA 산학협력단 부 서 재료공학과 성 명 유봉영 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 6 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 ( ) 실리콘 기판의 표면 박리 방법 출원 등록 실리콘 표면 에칭방법 및 시드층 형성방법 상세현황 출원 등록 실리콘 표면 박리방법 관련기술 출원 등록 코팅층 형성방법 및 이 방법으로 형성된 코팅층 출원 등록 칼코지나이드 화합물계 박막이 증착된 기판 및 이의 제조 방법 출원 등록 실리콘 기판의 표면 박리 방법 270

272 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 습식 증착법을 이용하여 결정질 실리콘 기판을 수십 마이크론 두게로 박리하는 방법임 연속적인 습식 증착공정 및 저온공정에 의해 실리콘 기판의 표면을 균일하게 박 리 공정비용이 낮으면서도 저온에서 수행되어 실리콘 박막의 품질을 유지할 수 있는 결정질 실리콘 기판의 박리 방법 저비용으로 결정질 실리콘 박막을 제조 < 습식증착을 이용한 결정질 실리콘 기판 제조 > 본 기술의 특징 기존 방식에 비해 저온의 습식 증착법을 이용하여 실리콘 기판을 박리 271

273 연속적인 습식 증착공정이 가능하고, 실리콘 기판의 표면을 균일하게 박리 본 기술의 장점 고온공정을 배제하여 실리콘 순도가 향상됨 연속공정이 가능하여 생산성이 향상됨 SmartCut과 Slimcut 방식에 비해 비용 절감 가능 2. 기술의 수준 습식 증착 공정 및 저온 공정을 통한 박리된 Si 박막의 이미지 전류 밀도에 따른 전해 증착 응력의 변화 3. 기술의 필요성 실리콘으로 대표되는 반도체 재료는 전자제품에 필수적으로 사용되며, 최근에는 272

274 태양광발전에서 중요한 역할을 하기 때문에 그 사용량이 계속 증가하고 있음 반도체 재료가 적용된 반도체 소자는 뛰어난 성능을 가지는 단결정(single-crystal) 물질을 사용하는 것에서 시작하였으나, 반도체 재료 특히 실리콘의 가격이 오르 면서 재료비용이 상당한 부분을 차지하고 있어, 단결정 실리콘 반도체 재료는 단 결정의 잉곳을 제조하고 이를 얇게 커팅한 웨이퍼 형태로 사용하지만, 커팅에 의 한 두께에 한계가 있기 때문에 비정질 박막을 형성하는 경우에 비하여 재료비용 이 높을 수 밖에 없음 따라서 결정질의 실리콘 소재를 얇게 박리하여 이용함으로써 재료비용을 낮출 수 있는 기술이 필요 4. 기술의 차별성 기술측면의 촉진 요인 본 발명에 의한 결정질 실리콘 기판의 표면 박리 방법은, 결정질 실리콘 기판을 준비하는 단계; 전해 증착(electrodeposition)을 위한 도금욕(bath)을 구성하는 단 계; 상기 도금욕을 이용하여 전해 증착공정으로 상기 결정질 실리콘 기판에 스트 레스층을 형성하는 단계; 및 상기 스트레스층에 잔류하는 전해 증착 응력에 의하 여 상기 결정질 실리콘 기판의 표면을 박리하는 단계를 포함 전해 증착 응력을 이용하여 결정질 실리콘 기판의 표면을 저온에서 박리하는 방 법을 개발하였으며, 버퍼층에 잔류하는 응력이 상기 스트레스층에 잔류하는 전해 증착 응력보다 작은 것을 특징으로 함 - 도금욕 조성과 전류밀도와 같은 전해 증착 조건을 조절하여 잔류하는 전해 증착 응력을 조절할 수 있으며, 버퍼층을 도입하는 경우 버퍼층의 두께를 조절하여 결 정질 실리콘 기판에 전해 증착 응력이 미치는 깊이를 조절할 수 있어 다양한 조 건으로 결정질 실리콘 기판을 박리하여 결정질 실리콘 박막을 제조할 수 있음 273

275 열전재료의 제조방법 및 그에 따라 제조된 열전재료 화학 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 나노선 형태의 결정립이 형성되어 열 전성능이 향상된 열전재료 - 포논의 산란 효과에 의해서 열전도도 는 낮아지면서도 전기전도도와 제벡계 수는 낮아지지 않으며, 최종적으로 열 전성능이 향상되는 제조방법 - 열전재료를 구성하는 원료물질로 나노 선을 제조하고, 이 나노선을 나머지 원료물질 분말과 혼합하고 소결함으로 써, 결정립이 나노선의 형태를 유지하 도록 제조 [국내동향] - 열전재료는 국내 대학과 기업 등 산학연을 중심으로 관련 연구가 활발히 이루어지고 있음 [해외동향] 년 기준, 세계 시장은 1억25 00만 달러 규모로 성장할 것으로 예상되며, 연 평균 31%의 급격한 성장을 할 것으로 예상되며, CPU, LED 등을 냉각시키기 위한 기술 등 다양한 응용분야에 대한 연구 도 활발함 년 세계 열전시장 규모는 약 4000 만 달러였으며, 연평균 31%의 성장을 할 것으로 예측됨 - CPU, LED 등 전자기기 부품 냉각 분야, Micro system 냉각분야, 전기자동차용 배터리의 방열 패 키지 및 열제어 부품소재 및 다 양한 소형 전자제품의 방열부품 으로 응용분야가 매우 다양할 것 으로 예상됨 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 ❷연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 열전, 나노선 Thermoelectric, nano wire Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한양대학교 ERICA 산학협력단 부 서 재료공학과 성 명 유봉영 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 3 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 ( ) 관련기술 출원 등록 ( ) 열전재료의 제조방법 및 그에 따라 제조된 열전재료 열응력 완화형 관통전극 형성방법 및 열응력 완화형 관통전극 관련기술 출원 등록 열전복합체의 제조방법, 그에 따라 제조된 열전복합체와 열전복합재료 274

276 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 나노선 형태의 결정립이 형성되어 열전성능이 향상된 열전재료의 제조방법에 관 한 것으로, 포논의 산란 효과에 의해서 열전도도는 낮아지면서도 전기전도도와 제벡계수는 낮아지지 않으며, 최종적으로 열전성능이 향상되는 제조방법에 관한 기술 열전재료를 구성하는 원료물질로 나노선을 제조하고, 이 나노선을 나머지 원료물 질 분말과 혼합하고 소결함으로써, 결정립이 나노선의 형태를 유지하도록 제조 열전물질을 나노선 형태로 제조하는 것이 아니고, 원료물질을 나노선 형태로 제조 하기 때문에 나노선을 대량으로 생산할 수 있음 < 열전특성을 갖는 나노선 > 본 기술의 특징 열전물질을 나노선 형태로 제조하는 것이 아닌 원료물질을 나노선 형태로 제조 나노선을 원료물질 분말과 혼합 후 소결 본 기술의 장점 열전기능의 나노선을 대량으로 생산 가능 - 나노선 형태의 결정립으로 열전성능이 향상됨 - 열전도도는 낮으나, 전기전도도와 제백계수는 낮아지지 않음 275

277 2. 기술의 수준 나노선 열전재료의 제조 프로세스 (1) 화학적 합성법으로 Te 나노선을 제조 (2) BiSbTe 3원계 열전물질의 원료물질인 Bi와 Sb를 분쇄하여 나노미터 단위의 분말 을 제작 (3) Bi, Sb 나노분말과 Te 나노선을 화학양론적으로 칭량하여 혼합하고 분산 (4) 혼합된 원료물질을 방전 플라즈마 소결법으로 소결하여 BiSbTe 3원계 열전재료 를 제조 3. 기술의 필요성 CPU, LED 등 초소형 전자제품 및 전자기기 등의 방열 냉각의 필요성 증대 및 냉 각소재의 고효율 소형화 요구가 증대 열전재료의 가격이 고가로 열전소재 원료의 사용량을 줄이면서 열전 성능을 향상 시킬 수 있는 기술이 필요 열전도도는 낮으나 전기전도도와 제백계수가 낮아지지 않는 소재 필요 4. 기술의 차별성 기술측면의 촉진 요인 열전재료의 효율은 무차원 열전성능지수(dimensionless figure of merit, ZT)로 평 가되며, 이는 ZT=α 2 σκ -1 로 정의된다. 여기서, α는 제백계수이고 σ는 전기전도도 이며 κ는 열전도도이다. 따라서 열전재료의 성능지수를 향상시키기 위해서는 높 은 제백계수와 전기전도도 및 낮은 열전도도가 필요함 276

278 최근에 열전도도를 낮추기 위하여, 열전재료의 원료물질을 나노미터 단위의 분말 로 분쇄한 뒤에 소결하여 결정립의 크기를 줄이는 방법으로 포논 산란 효과를 극대화함으로써 열전도도를 낮추는 방법이 사용되고 있으나, 단순히 결정립의 크 기만을 줄이는 경우에는 열전도도가 낮아지는 효과는 있지만, 동시에 전기전도도 와 제벡계수가 낮아져서 원하는 정도의 열전성능의 향상을 얻을 수 없었으나, 본 기술은 나노선의 특성을 유지하면서 벌크 형태의 열전재료를 대량 생산 함으로 써 높은 제백계수와 전기전도도를 유지하면서, 낮은 열전전도를 유지할 수 있는 재료를 개발 하였음 277

279 화학 분과 열전특성을 가지는 세라믹/고분자 복합재료 및 그 제조방법 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 폴리머 매트릭스 내에서 전기전도성 세라믹 필러들의 전기적 통로(conducti ve path)가 형성되어 전기전도도는 높 아지고, 열전도도는 낮아지도록 형성 된 열전복합체 - 세라믹 필러와 폴리머 비드의 분산 용 매 상에서 혼합한 후 용매를 건조하여 폴리머-비드 파우더를 형성 후 이를 열간압축법으로 성형하여 열전복합체 를 형성 [국내동향] - 국내 대학과 기업 등 산학연을 중 심으로 관련 연구가 활발히 이루 어지고 있음 [해외동향] 년 기준, 세계 시장은 1억25 00만 달러 규모로 성장할 것으로 예상되며, 연 평균 31%의 급격한 성장을 할 것으로 예상되며, CPU, LED 등을 냉각시키기 위한 기술 등 다양한 응용분야에 대한 연구 도 활발함 년 세계 열전시장 규모는 약 4000 만 달러였으며, 연평균 31%의 성장을 할 것으로 예측됨 - CPU, LED 등 전자기기 부품 냉각 분야, Micro system 냉각분야, 전기자동차용 배터리의 방열 패 키지 및 열제어 부품소재 및 다 양한 소형 전자제품의 방열부품 으로 응용분야가 매우 다양할 것 으로 예상됨 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 ❷연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 열전, 전기전도성 세라믹, 열전 복합체 Thermoelectric, electro conductive ceramics, Thermoelectric composite Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한양대학교 ERICA 산학협력단 부 서 화학공학과 성 명 좌용호 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 4 건 상세현황 구 분 상 태 출원(등록)일 자 대상기술 출원 등록 ( ) 관련기술 출원 등록 ( ) 관련기술 출원 등록 ( ) 관련기술 출원 등록 ( ) 특허번호 특허명 열전도성 세라믹-폴리머 복합체 및 그 제조방법 칼코지나이드계 나노선을 이용한 열화학 가스 센서 및 그 제조방법 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말 및 그 제조방법 p-타입과 n-타입 열전소재의 선택적 회수방법 278

280 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 열전특성을 갖는 전기전도성 및 열절연성을 가지는 세라믹-폴리머 복합재료의 제 조에 관한 것으로서, 폴리머 매트릭스 내에서 전기전도성 세라믹 필러들의 전기적 통로(conductive path)가 형성되어 전기전도도는 높아지고, 열전도도는 낮아지도록 형성된 열전복합체 및 그 제조방법에 관한 기술 세라믹 필러와 폴리머 비드의 분산 용매 상에서 혼합한 후 용매를 건조하여 폴리 머-비드 파우더를 형성 후 이를 열간압축법으로 성형하여 열전복합체를 형성 < 열전특성을 갖는 세라믹-폴리머 복합체 > 본 기술의 특징 소량의 열전소자만을 사용 우수한 전기전도성 및 열절연성 열간압축법을 이용하여 세라믹-고분자 복합체 형성 본 기술의 장점 열전소자 사용량 감소로 인한 제조 비용 절감 제조공정이 단순하며 대량 생산에 유리 저온 열전소자에 활용가능 279

281 2. 기술의 수준 열전복합체의 출력인자, 전하농도 변화 및 열전도도 변화 [열간압축법(hot press)을 이용하여 성형한 세라믹-폴리머 복합체의 텔루륨 함량에 따른 출력인자(power factor)와 전하농도(carrier concentration)의 변화를 보여주는 그래프] 3. 기술의 필요성 CPU, LED 등 초소형 전자제품 및 전자기기 등의 방열 냉각의 필요성 증대 및 냉 각소재의 고효율 소형화 요구가 증대 열전재료의 가격이 고가로 열전소재의 사용량을 줄이면서 냉각효율을 유지할 수 있는 기술이 필요 제조공정이 단순하고 대량생산에 유리한 냉각소재가 필요함 4. 기술의 차별성 기술측면의 촉진 요인 기존 열전소자 등은 고가의 재료를 이용하여 성형 및 고온의 소결 등의 형태로 제조 공정도 복잡하고, 전체 제조 비용이 높아 기술적 효용성에도 불구하고 시장 에서 선택되기는 어려운 부분을 본 기술에서는 열전소재의 사용량을 획기적으로 줄이면서도 유사한 열전효율을 나타내며, 제조 공정도 기존 공정에 비해 단순하 여 여러 응용제품에 적용이 가능함 280

282 화학 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 저 등가직력저항(ESR)및 전극 내구성 향상 유기전극 바인더 재료 및 그 제조 방법 기술의 내용 기술의 제품화 및 시장 전망 유기전극 바인더를 이용한 저 등가직력저항(ESR) 및 전극 내구성 향상 세라믹-폴리머 복합재료 제조하는 기술임. 전자 부품의 박막화 및 소형화에 따른 저 등가 직력저항(E SR) 및 우수한 내구성의 유기전극바인더에 대한 기술적 수 요가 급증함. 전자 부품의 소형화는 소자의 고집적화를 요구하게 됨. 소자 의 고집적화에 있어 우수한 전기전도도와 열전도도를 구현 하는 유기 바인더 요소 기술에 대한 요구 수준은 계속 높아 지고 있음. 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 저 등가직력저항, 전극 내구성, 유기전극 바인더 Low ESR, Durability Electrode, Organic binder for electrode Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한양대학교 에리카 산학협력단 부 서 재료화학공학과 성 명 노시태 권정옥 직 급 명계교수 연구교수 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 유기전극 바인더를 이용한 저 등가직렬저항(ESR) 및 전극 내구성 향상 세라믹-폴리머 복합재료 제조하는 기술임. 281

283 2. 기술의 수준 전기전도도: 100 ~ 900 S/cm 3. 기술의 필요성 전자 재품의 소형화로 소량의 열전소자 사용 요구 소형화 경량화 되어가는 현 가전 및 모바일 기기의 동향으로 부터 상용화시 큰 상업적 성공이 기대됨 4. 기술의 차별성 기술측면의 촉진 요인 전자 제품의 소형화 경량화 - 전자 부품의 박막화 및 소형화에 따른 저 등가 직력저항(ESR) 및 우수한 내구 성의 유기전극바인더에 대한 기술적 수요가 급증함. - 전자 부품의 소형화는 소자의 고집적화를 요구하게 됨. 소자의 고집적화에 있 어 우수한 전기전도도와 열전도도를 구현하는 유기 바인더 요소 기술에 대한 요 구 수준은 계속 높아지고 있음. 282

284 Ⅰ. 제안기술 개요 염료감응형/양자점감응형 태양 전지 및 그 제조 방법 화학 분과 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 기존의 polysulfide 계 electrolyte를 사용하는 QDSSC에서 Counter electr - BIPV (Buliding Integrated Photovalta ics)는 건물 지붕이나 외벽, 유리창 ode로 Pt를 사용했을 경우, 1 고 비 등에 설치해 발전하는 것으로 깨끗 - 염료감응형/양자점감응형 태양 전 용 2 polysulfide electrolyte와 강한 한 태양광 에너지를 얻는데 가장 적 지는 태양광을 이용한 건물, 태양 표면 흡착으로 인해 전자전달과 전 광 자동차, 태양광 인공위성, 태양 합한 방법으로, 현재 결정질 실리콘 해질의 reduction 촉매 역할을 방해 광 발전 등 다양한 분야에서 제품 태양전지 모듈과 박막 태양전지 모 하는 문제가 있음 화가 이루어질 것으로 예상됨. 듈이 사용되고 있으며, 유리창 대용 - 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하 - Green Energy 정책 방향에 발맞 으로는 DSSC와 QDSSC가 주목을 받 여, 1 PbSe라는 새로운 counter ele 춰 기술 발전 및 제품화, 그리고 음 시장 확대가 지속적으로 이루어질 ctrode 물질을 간단한 SILAR 기법을 년 기준으로 태양공 설치량은 것으로 판단됨. 통하여 도입하는 방법 및 2 구리 전년대비 28.5% 증가하였으며, 지속 황화물을 포함하는 촉매막을 counter 적으로 증가하고 있음. electrode 상에 형성하는 방법 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 양자점, 염료, 태양 전지 quantum dot, dye, solar cell Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한양대학교 ERICA 산학협력단 부 서 바이오나노학과 성 명 방진호 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 5 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 염료감응형/양자점감응형 태양전지 및 그 제조방법 상세현황 관련기술 출원 등록 탄소-금속 복합체 그 제조방법 관련기술 출원 등록 염료감응형 태양전지 및 그 제조방법 관련기술 출원 등록 태양 전지 및 그 제조 방법 관련기술 출원 등록 육각 기둥 형태의 티타늄 산화물, 그 제조방법, 이를 포함하는 태양전지, 및 이를 포함하는 태양전지의 제조방법 283

285 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 기존의 polysulfide 계 electrolyte를 사용하는 QDSSC에서 Counter electrode로 Pt 를 사용했을 경우, 1 고 비용 2 polysulfide electrolyte와 강한 표면 흡착으로 인 해 전자전달과 전해질의 reduction 촉매 역할을 방해하는 문제가 있음 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 1 PbSe라는 새로운 counter electrode 물질을 간단한 SILAR 기법을 통하여 도입하는 방법 및 2 구리 황화물을 포함하 는 촉매막을 counter electrode 상에 형성하는 방법을 제안 [염료감응형/양자점감응형 태양 전지 구조] 2. 기술의 수준 특 징 장 점 PbSe라는 새로운 counter 물질을 간 단한 SILAR 기법을 통하여 도입. 예를 들어, Counter electrode는 FTO glass를 KOH 0.5M에 1시간 immerse 후 공기 중에서 건조 후 SILAR를 통해 KOH coating된 FTO glass에 PbSe를 deposition 구리 및 황을 포함하는 용액을 전극이 형성된 기판상에 형성하고, 광전 변환 층이 형성된 또 다른 기판과 마주보도 록 배치시킨 후 전해질 용액을 주입하 기존의 염료감응형 태양전지와 양자 점 감응형 태양전지의 Pt counter electrode의 대체 가능성을 통해 전 지의 효율 증가 전해질 용액에 의한 전극막의 부식 이 감소되어, 광전 에너지 변환 효 율이 증가되고 높은 신뢰성을 갖는 태양 전지가 제공할 수 있음 284

286 여 전해질의 촉매층을 형성 PbSe가 도포된 FTO glass 성능 테스트 [태양전지의 광전 변환 효율을 나타내는 전압-전류밀도 그래프] 촉매막 형성 결과 [FTO 상에 형성된 촉매막 이미지] [FTO 상에 형성된 촉매막 입자] 3. 기술의 필요성 BIPV (Buliding Integrated Photovaltaics)는 건물 지붕이나 외벽, 유리창 등에 설치 해 발전하는 것으로 깨끗한 태양광 에너지를 얻는데 가장 적합한 방법으로, 현재 결정질 실리콘 태양전지 모듈과 박막 태양전지 모듈이 사용되고 있으며, 유리창 대용으로는 DSSC와 QDSSC가 주목을 받음 285

287 염료 감응형 및 양자점 감응형 태양 전지는 태양광 건물, 태양광 자동차, 태양광 인공위성, 태양광 발전소 등 다양한 산업분야에 적용될 수 있으며, 2013년 기준 태양광 설치량은 38.4GW로 전년대비 28.5% 증가하였으며, 지속적으로 성장하는 추세임. 특히, 중국 태양광 설치 증가가 글로벌 수요를 견인하고 있음. 4. 기술의 차별성 구 분 경쟁기술 기 술 명 백금 상대전극 기술개요 차세대 태양전지로 주목받고 있는 염료감응 태양전지는 빛에 반응 하는 특정염료를 이용해 빛을 전기로 바꾸는 장치이며, 그 중 산화 된 염료를 환원시키기 위해 촉매역할을 하는 상대전극이 필수적 종래기술의 보완점 일반적으로 사용되고 있는 백금은 제조비용이 비싸고 쉽게 부식된다 는 단점이 있음 기술동향 백금 상대전극을 단점을 개선하기 위하여 탄소나노튜브, 그라핀 접 목 등 다양한 연구가 진행되고 있으나 양산화하에는 이르지 못함 286

288 287

289 전기전자 분과 전극, 전지 및 전극의 제조방법 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 다양한 형상으로 제조 가능한 전극 그 제조 방법 및 그 전극을 포함하는 전지에 대한 것 - 전기전도성이 높으면서 방전용량이 큰 새로운 개념의 전극인 황-폴리아크 릴로니트릴 복합물 전극이 제조, 이를 이용하여 다양한 형태를 가진 높은 에너지밀도 전지를 제조할 수 있음 [국내동향] - 포스코컴택의 경우 콜타르와 조경유를 활용한 인공흑연 음극제 검토 중, SK 에너지의 경우 애경유화와 공동으로 하드카본 생산 기술 확보를 위한 연구개발 진행 중, 한화케미칼의 경우 양극재 리튬인산철화합물(LFP)의 상업화 추진 중 [해외동향] - 일본, 미국, 캘리포니아, 중국은 정부차원에서 전기자동차 이차전지 개발을 추진 중 - 연료전지분야 산업현황은 크게 발전용, 가정용 연료전지 및 연료전지 자동차가 주된 생산 분야임. 에너지관리공단 2012년 통계에 의하면, 현재 연료 전지분야 산업체는 9개로 매출규모로는 1조2천억 원 정도가 되는 것으로 알려져 있고 늦게 시작한 산업에도 불구하고 최근 급격한 성장을 이루고 있음 - 각국의 이차전지의 중요성을 인식하고 이에 대한 투자를 확대하고 있으며 연비 규제로 전기차 출시 및 보급이 확대될 전망 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 전극, 전지, 황 Electrode, Battery, Sulfur Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 경상대학교 부 서 나노 신소재공학부 금속재료공학 성 명 안효준 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 4 건 구 분 상 태 출원(등록)일자 특허번호 특허명 대상기술 출원 등록 전극, 전지 및 전극의 제조방법 상세현황 관련기술 출원 등록 고체 나트륨 전지 및 그의 제조 방법 관련기술 출원 등록 리튬 유황 전지용 고분자 전해질의 제조 방법 및 이로부터제조된 고분자 전해질을 포함하는 하나의 평탄 전압을갖는 상온형 리튬 폴리머 유황 전지 관련기술 출원 등록 분산제가 첨가된 고분자 전해질을 적용한 리튬/유황이차전지 288

290 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile)과 황(sulfur)의 혼합 용액을 주조 방식, 노즐 방 식, 전기방사(electrospinning) 방식 등을 이용해 기 결정된 형상의 조성물로 만들고 이 후 열처리 하는 방식으로 전극 제조 열처리 단계 전, 조성물의 황 농도를 높이기 위해서 용융된 황에 조성물을 통과시키는 단계가 포함될 수 있음 전극은 실 형태, 웹(web) 형태 또는 직물 형태 등 다양하게 제작할 수 있음 플렉서블한 성질을 가지므로 시계나 목걸이, 의료용 패치 등과 같이 웨어러블 디바이스에 적용할 수 있음. 적용될 디바이스 형태에 맞게 복잡한 형상으로도 제조할 수 있으며, 나노 사이즈 전지에서부터 크기가 큰 대용량 전지까지 다양한 사이즈의 전지에 적합. < 전극의 플렉서블한 특성을 보여주는 이미지 > 전극 내 활물질인 황의 비율이 높기 때문에 방전용량이 큼 2. 기술의 수준 다른 일반전극에 비해서 높은 용량을 나타냄 다른 일반전극에 비해 우수한 플렉서블한 성질을 가짐 전기방사 방법의 경우, 폴리아크릴로니트릴과 황이 혼합된 혼합 용액과 수집기 사이 에 높은 전압을 걸어 혼합 용약을 분사함 혼합 용액을 전압이 걸려있는 수집기에 분사하면 전압의 세기에 따라 실 형태 및 웹 형태의 조성물을 얻을 수 있음 289

291 조성물을 원하는 형상으로 가공한 후, 조성물에 열처리를 함 가열 온도를 증가시키면서 반복적으로 수행 가능 < 본 기술로 제작된 전지와 비교 실시 예로 제작된 전지들의 전극당 용량 비교> 3. 기술의 필요성 차세대 전지로서, 활물질로 황을 이용한 전지(리튬-황 전지, 나트륨-황 전지 등)는 높 은 이론적 에너지밀도로 인해 활발히 연구가 진행됨 활물질로 황을 사용하면 높은 방전용량의 전극를 제조할 수 있지만 황은 부도체 이므로 종래에는 전극 제조 시 도전재와 바인더를 이용함 이와 같은 전극은 실제 전지 반응에 참여하는 활물질인 황 이외에도 도전재, 바인더 등이 존재하기 때문에 실제 방전용량은 이론 방전용량보다 낮게 나타남 따라서, 이론 에너지밀도에 근접한 실제 고성능 황 전지를 구현하기 위해서는 전극 내 활물질인 황의 비율을 높이는 것이 필요하며, 도전재와 바인더가 없으면 전극은 100 % 활물질(황)로 구성될 수 있음 다양한 형태의 전자기기가 개발되어 보급되면서, 높은 에너지밀도의 전자 기기를 요구할 뿐만 아니라, 실이나 파이버 같은 선형 혹은 기어 등 복잡한 형상의 전지에 대한 필요성도 역시 증대되고 있기 때문에 다양한 형상으로 제조 가능한 전극 필요 290

292 4. 기술의 차별성 도전재와 바인더 없이 활물질로서 황을 사용 - 도전재란 전극에 도전성을 부여해주는 것으로, 활물질로 황을 이용할 경우 탄소 물질이 도전재로서 이용되는 것이 일반적임. 바인더란 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐 알코올 등이 사용되어옴. 본 기술에서 제작된 전극은 도전재 및 바인더와 같은 기타 첨가제를 포함하지 않기 때문에 다양한 형상으로 제조 가능. 291

293 Ⅰ. 제안기술 개요 전기전자 분과 광반응성 증폭 기반의 광반응성 센서, 접촉인식 센서 및 이를 포함하는 터치 디스플레이 패널 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - Flexible display 구현을 위한 기존 저 항성 터치 센서(Resistive touch senso r)에서의 멀티 터치(multi-touch) 기능 을 가능하게 하고, 정전용량성 터치 센서(capacitive touch sensor)의 플렉 서블 구현의 안정성 문제를 해결함 - Small Bandgap를 갖는 TFTs를 이용 I R photo-transistor 개발 완료 함 - 2D layered MoS 2 TFTs를 통하여 Tran sparent/flexible IR touch sensor 구현 - IR photo-transitor 의 구현을 통한 산 소 포화도 및 맥박도 함께 측정 가능 한 시스템 [국내동향] - 국내의 경우 산학연을 중심으로 관련 연구가 매우 활발히 이루어 지고 있음 [해외동향] - 터치 모듈 생산량은 2013년 기준, 15억 4천만개에 도달했으며, 매년 평균 11% 증가하여 2017년에 25억 5천만개에 이를 것으로 예측(Displa ybank, 2013) - 이에 따른 매출도 2013년 이후 평 균 7% 성장세를 보여 2017년에는 436억달러에 이를 것으로 예측(Dis playbank, 2013) - On-Cell Cap. Touch Sensor 의 경우 gl ass encapsulation 이나 보호 윈도우에 터치센서를 개발하고 있음 - Top-Cell Cap. Touch Sensor의 경우 T hin film encapsulation 개발로 ultra-th in OLED display를 제작을 위해 lowk dielectric를 이용 80um gap에서 터 치센서의 안정성 확보 - 지문인식, 산소포화도 및 맥박의 측정 이 가능한 touch display 및 oximeter system 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➎제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 광반응성 증폭, 광반응성, 적외선 터치 센서, 지문 센서, 터치 디스플레이 패널 amplification of photo-sensitivity, touch sensor, display panel Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 경희대학교 부 서 전자정보대학 성 명 김선국 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 접촉 인식 센서 관련기술 출원 등록 디스플레이 패널 광반응성 센서 및 광반응성 센서 기반의 터치 디스플레이 패널 관련기술 출원 등록 차량제어 시스템 및 그 동작 방법 292

294 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 Near IR Phototransitor based on 2D layered TFTs 빛의 흡수 파장 (λ) ~ 1.24/Eg ; IR 영역대의 흡수를 위해서는 Small band-gap를 갖는 반 도체 물질인 2D Transition Metal Dichalchogenide 계열의 물질을 적용함 Transistor 의 사이즈 수 um로 구부러지는 기판에 비해 작으므로 구부러짐 동안 전류의 변화가 없으며, 이를 이용하여 위 그림과 같이 backplane에서 반사되는 것을 통해 손의 위치를 판별하는 Flexible IR touch sensor 임 Giant Photoamplification in Multilayer MoS 2 Phototransistor 293

295 Amplification of photo-sensitivity with local bottom-gated structure in amorph ous Silicon TFTs 2. 기술의 수준 Transistor 의 사이즈가 수 um로서, 구부지는 기판에 비해 작으므로 구부러짐 동안 전류의 변화가 없고, 이를 통행 백플레인(backplane)에서 반사되는 광을 통하여 손 의 위치를 판별할 수 있음 터치 센서로서의 기능 뿐만 아니라, IR phototransistor 를 이용하여 대상체의 산소 포화도 및 맥박을 측정할 수 있는 센서로서도 기능 대면적 집적을 통하여 터치 센서 디바이스를 위한 Display panel 및 Oximeter를 갖는 시스템의 구현 3. 기술의 필요성 플렉서블 OLED Display 에 기존의 터치 센서를 적용 시 구부러짐 동안 reference cap. 값의 변화로 오작동이 발생하고, OLED Yield 및 플렉서블 디스플레이의 입력 인터페이스로서의 안정성 확보가 요구됨 IR phototransistor 의 구현을 통한 플렉서블 근적외선 터치 패널의 개발이 요구됨 IR phototransistor 를 이용한 산소포화도 및 맥박을 측정하는 Oximeter 기능을 갖 는 시스템이 요구됨 294

296 4. 기술의 차별성 기술측면의 촉진 요인 Flexible display 를 위한 Conventional Touch Sensor 적용의 한계 해결 Flexible Backplane에서 기존의 a-si or LTPS공정을 유지하고 이의 안정성 확보를 위해 Neutral plane zone에 깨지기 쉬운 TFTs를 둠으로써 구부림 반경 2mm에서 2만회의 안정성 확보가 요구됨 Thin film encapsulation 개발로 ultra-thin OLED display를 제작을 위해 low-k di electric를 이용 80um gap에서 터치 센서의 안정성 확보가 가능 광반응성 증폭 기술을 이용한 Flexible Near IR Touch Panel 개발 Small bandgap을 갖는 TFTs를 이용하여 IR photo-transistor 를 개발 2D layered MoS 2 TFTs를 통하여 Transparent/Flexible IR Touch Sensor 구현이 가능 Flexible Near IR Touch Panel 개발을 통한 touch display 및 Oximeter system 의 구현 투명하고 플렉서블한 근적외선 포토 트랜지스터의 구현을 통한 터치 디스플레이 와 산소포화도 및 맥박 측정이 가능한 oximeter 기능의 구현을 통한 통합시스템 개발 295

297 전기전자 분과 센서 제어형 커피 로스터 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 커피 생두의 로스팅 정도를 센싱하여 로스팅 동작을 제어함으로써, 음용자 의 취향에 맞는 커피를 일정하게 획득 할 수 있도록 함 - 로스터의 로스팅 드럼 안에 직접 장착 된 컬러 온도 냄새센서를 사용하여 원두의 로스팅도를 실시간으로 파악하 고, 정밀한 온도 및 로스팅 동작을 제 어 [국내동향] - 해외 로스팅 기술에 의존해 오던 국내 커피전문점들도 자체 기술력과 장점을 확보하여 생두를 직접 로스팅 하는 사 례가 많아지고, 중소 제조업체를 중심 으로 가정용 로스터기 기술도 다양하 게 확보되고 있음 [해외동향] - 전세계적인 카페 산업 규모의 확장과 더불어, 로스터 제품 개발의 키워드로 대용량, 스마트, 에너지 절감 등이 부 상함 - 영국의 한 신규 업체는 2016년 2월 출 시 예정인, 스마트폰으로 조정하는 마 이크로 로스터 기계를 소개함 - 세계적으로 커피 원두에 대한 다양한 요구는 꾸준히 증가하나 좋은 커피는 숙련된 전문가의 방법, 노하우를 필요 로 하므로, 소비자 접근성이 떨어짐 - 본 기술에 의한 제품 개발로 정량화된 수치와 방법을 이용하여 일정 수준 이 상의 고급 커피원두를 구울 수 있는 로스팅기를 만든다면 지속적으로 성장 하고 있는 커피 및 커피 로스터 시장 의 수요를 충족시킬 수 있을 것으로 기대됨 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 ❸개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 커피 로스터, 냄새 센서, 컬러 센서, 온도 센서 coffee roaster, smell sensor, color sensor, temperature sensor Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 서울과학기술대학교 부 서 전자IT미디어공학과 성 명 박상일 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 3 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 냄새 센서를 이용한 커피로스터 컬러 센서를 이용한 커피로스터 관련기술 출원 등록 온도 센서를 이용한 커피로스터 296

298 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 커피 생두의 로스팅 정도를 센싱하여, 로스팅 동작을 정밀하게 제어함으로써, 음 용자의 취향에 맞는 커피를 일정하게 획득할 수 있음 로스터의 로스팅 드럼 안에 직접 장착된 컬러, 온도, 냄새센서를 사용하여 원두의 로스팅도를 실시간으로 파악하고, 전자적으로 제어되는 컨트롤러를 이용하여 실시 간으로 로스터의 온도를 제어함 <개별 센서의 실시예를 포함한 커피 로스터> 본 기술은 크게 3가지의 세부 센서 기술로 나눌 수 있음 냄새 센서 : 생두의 로스팅 시 발생하는 가스의 화학성분 종류 및 성분비 분석 컬러 센서 : 로스팅되는 생두의 그레이 스케일 및 특정 컬러의 강도 센싱 온도 센서 : 로스팅되는 생두의 표면 온도 혹은 내부 온도 센싱 2. 기술의 수준 냄새 센서 : 로스팅부의 배출구에서 배출되는 가스의 화학성분 센싱 탄산가스(CO2), 휘발성 아미노산, 유기산인 알데하이드(Aldehyde), 케톤(Keton) 등 의 함량과 비율 변화에 따른 로스팅도 매칭 탄내를 발생시키는 화학성분 센싱 시, 데이터를 기초로 로스팅부의 회전속도 제어 반도체 방식 센서, 접촉연소 방식 센서, 격막 갈바닉 전지 방식 센서, 격막 전극 식 센서, 정전위 전해식 센서 등 채용 가능 컬러 센서 : 로스팅부 내에 존재하는 생두의 컬러를 외부 혹은 내부에서 센싱 단순히 생두의 그레이 스케일 센싱하거나, 혹은 RGB의 적색(R) 또는 녹색(G)에서 297

299 의 변화 강도 및 CMY의 자홍색(M) 또는 황색(Y)에서의 변화 강도를 센싱하여 로 스팅도 파악 생두의 원산지와 원하는 로스팅도의 분류법을 입력하면, 기준 데이터와 비교하여 로스팅을 종료하도록 제어 탄내에 대응하는 컬러 센싱 시, 데이터를 기초로 로스팅부의 회전속도 제어 온도 센서 : 로스팅부의 내부에서 생두 자체의 표면 온도 혹은 내부 온도를 직접 센싱 로스팅 초기 흡열반응에 의한 생두 온도의 점진적 상승과 190 도달 이후 발열 반응에 의한 생두 온도의 급격한 상승 변화 파악 회전드럼의 회전에 따라 온도 센서가 같이 회전할 수 있도록 회전축과 동일한 축 상에 배치 생두에서 발생한 적외선을 흡수하는 적외선 흡수유닛 및 흡수유닛에서 흡수된 적외선에 따른 저항값의 변화를 센싱하는 저항변화 센싱유닛 포함 가능 3. 기술의 필요성 농림축산식품부의 조사에 의하면, 2013년 국내의 커피 생산량은 약 65만톤으로 5 년 전에 비해 63% 증가한 것으로 나타났으며, 생산액은 약 1조 6천억원으로 동 기간 92%의 성장세를 나타냄 전 세계적으로 커피시장에서 커피 원두에 대한 다양한 요구는 꾸준히 증가하고 있으나 괄목할 만한 좋은 커피를 얻기 위해서는 숙련된 전문가의 방법, 노하우가 필요하므로, 소비자 접근성이 떨어지는 단점이 있음 본 특허 및 이를 이용한 제품 개발을 통해 정량화된 수치와 방법을 이용하여 일 정 수준 이상의 고급 커피원두를 구울 수 있는 로스팅기를 만든다면 지속적으로 성장하고 있는 커피 및 커피 로스터 시장의 수요를 충족시킬 수 있을 것으로 기 대됨 4. 기술의 차별성 실시간으로 정확한 로스팅 정도를 파악하여, 정밀한 온도 및 로스팅 동작 제어 가능 기존 간접적 불규칙한 방법이 아닌 직접적 정확도 높은 로스팅 정도 파악 방법 기 설정 데이터에 따른 로스팅 정도의 제어로 초보자도 쉽게 직접 로스팅 가능 PWM과 PID 제어를 이용한 정밀한 온도제어 가능 전문가가 미리 세팅한 로스팅 프로필을 다운로드 할 수 있음 298

300 전기전자 분과 고효율 인버터 구동 교류모터 제어장치 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 특장점 시장성 및 제품성 - CVC 전류 제어 모드에서의 지령 전압 을 생성하는 단계, 상기 지령 전압이 전압 제한 영역에 진입할 경우 HVMC 전압 제어 모드로 절환하고, 상기 HVMC 전압 제어 모드에서의 지령 전압을 생성하는 단계, 그리고 상기 CVC 전류 제어 모드 또는 HVMC 전압 제어 모드에서 생성된 전압을 이용하여 상기 교류 모터의 토크를 제어하는 단계를 포함하는 교 류 모터의 제어 방법 - 고속운전 영역에서 간단히 최대 효율 운전 달성 가능한 교류 모터 운전 방법 - 개루프 방식의 제어로 알고리즘 단순화 (No Gain, No Bandwidth) 및 제어기간 의 간섭 문제 해결 - 별도의 부가 제어기능이 요구되지 않으 며 자동 약자속 운전 기능 가짐. - 교류모터 설계와 인버터 구동 장치 설 계의 유연성 제공 - 전해 캐패시터없는 인버터 설계 가능하 며 초고속 운전에 매우 적합 - 모든 형태의 교류모터에 적용 가능 - Garner( )에 따르면 세계 반도체 시장은 2012년 2,986억 달러에서 201 5년 3,479억 달러, 2017년 3,829억 달 러로 연평균 5.1% 성장할 것으로 전 망 - 메모리가 2012년 560억 달러에서 201 7년 761억 달러로 연평균 6.3%, 마이 크로컴포넌트는 2012년 593억 달러에 서 2017년 702억 달러로 연평균 3.4%, 로직은 2012년 116억 달러에서 217년 132억 달러로 연평균 2.6%, 아날로그 는 2012년 183억 달러에서 2017년 23 4억 달러로 연평균 4.4% 성장할 전망 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➄제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 고효율, 고전력밀도, 인버터 구동 교류모터, 최대 전압이용 Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 영남대학교 부 서 전기공학과 성 명 석 줄 기 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 고효율 인버터 구동 교류모터 제어장치 관련기술 출원 등록 관련기술 출원 등록 299

301 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 저속에서는 전류제어방식을 사용하며, 고속 및 전압제한 조건에서는 전체 전압 제 한을 활용한 전압제어방식을 이용함으로써, 한전하고 고속 및 전압제한 조건으로 효율성 있게 교류 모터를 제어 함 HVMC 전압 제어 모드에서 최대 전압을 활용하기 때문에 약자속 영역에서 CVC 전류 제어 방식만을 사용하는 것보다 훨씬 큰 전동기 토크를 구현할 수 있으므로, CVC 동작 영역을 최대한 줄이고, 효율성을 증대시킴 초고속에서 CVC 전류 제어 동작으로 발생하는 전류 왜곡 현상을 방지할 수 있고, 낮은 속도에서도 센서리스 동작을 수행할 수 있음 < 실시예에 따른 영구자석 동기 모터 제어 장치의 저어 방법> 2. 적용 분야 PM 및 유도기 구동 단상/3상 캡비스 인버터 고속운전/ 낮은 스위칭 주파수(<1kHz)를 갖는 대용량 인버터 친환경자동차, 터보챠저, 터보칠러, 에어컨 등 고효율/고전력밀도 인버터 N-Leg/N-Level 컨벝 구동 Direct PQ 제어 잔력품질 개선/풍력 발전 컨버터 구동 초고속스위칭(100kHz) SiC/GaN 인버터 제어 300

302 3. 기술의 필요성 가변속 전동기 구동 기술의 발달로 터보 압축기를 포함한 각종 산업 응용분야에 서 증기 터빈이나 유압식 구동원 대신에 가변속 전동기의 응용이 급격히 증대됨 가변속 교류 모터의 광범위한 속도 제어를 위해서는 속도 센서가 필요한데, 속도 센서는 구조적으로 그 자체의 실뢰성 문제가 있을 뿐만 아니라 전동기를 설계, 가공하는 공정이 복잡해지고 부착시 전동기의 축방향 길이가 늘어나 전체 시스템 의 소형하가 곤한해짐 종개의 전류 제어 방식은 고속에서 전압을 선형제한 전압 내에서만 사용해야 하 므로, 효율성이 떨어지며, 폐루프 전류 제어를 위해서 디지철 시지연에 의한 불안 정성이 존재하는 문제가 있음 301

303 전기전자 분과 OLED용 고효율 광추출 주름 필름 기술 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 본 기술에서는 조명용 OLED 패널에 있어서 광효율을 높여줌과 동시에 시야 각에 따른 색안정성을 높여줄 수 있는 필름 기술을 제공함. - 무작위 분포 주름 구조를 형성할 수 있는 액상 프리폴리머 합성 제조 기술. 광추출 및 스펙트럼 안정화를 제공하 는 유연 주름 필름 제작 기술 [국내동향] - LG화학에서는 320x320 mm의 세계 최대 사이즈의 광원을 공개하였고, 100 lm/w급의 광원을 개발하였음을 보고함. [해외동향] - 유럽의 오스람, 필립스, 일본의 파나 소닉, 코니카미놀타 등에서는 lm/w 수준의 광원을 공개하였음. 특히, 파나소닉과 코니카미놀타에서는 130lm/W 급의 OLED 소자를 개발함. - 조명용 OLED 패널은 업체들의 투자 가 본격적으로 시작되는 2015년부터 매출액이 큰 폭으로 성장할 것으로 예 상되며, 2020년에는 약 47억불의 시장 이 형성될 것으로 전망됨. - 광추출 기술은 전체 시장의 4% 수 준으로 1.9억불로 전망 (2020년) (출처:2014 UBI OLED Lighting Annual Report) 상용화단계 핵심키워드 일반 의약 바이오 한글 영문 Ⅱ. 기술개발자 정보 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) ➎제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 광추출, 플렉시블 필름, 유연주름필름. 광효율 Light extraction, Flexible film, Flexible wrinkle film, Luminous efficacy 기관명 한국전자통신연구원 부 서 소프트 I/O 인터페이스 연구실 성 명 문제현 직 급 책임 전화/핸드폰 이메일 [email protected] Ⅲ. 수행과제정보 지원지관명 정부출연금사업 연구사업명 스마트 융복합 IT 부품소재 기술개발 연구과제명 교감형 스마트 OLED면광원 핵심기술 개발 수행기간 주관기관 한국전자통신연구원 공동연구기관 Ⅳ. 특허정보 특허현황 상세현황 사업화대상기술관련 특허 총 3 건 구 분 상 태 출원(등록)일자 출원번호 특허명 대상기술 출원 2012/07/25 관련기술 출원 2013/02/28 관련기술 출원 2014/01/ / (미국) 한국전자통신연구원 광산란층 유기 소재 및 이를 이용하여 외부광추 출구조가 구비된 유기발광 다이오드 CHEMICAL COMPOUND BEING USED FOR 유기 발광 다이오드 및 그의 제조방법 302

304 1. 기술성 분석 1. 기술의 내용 및 특징 본 기술은 OLED 내부에 고립되어 있는 빛을 외부로 추출하기 위한 광추출 부품/소 재 기술에 관한 것임. 본 기술은 OLED 기판과 공기 사이의 굴절률 차이로 인하여 고립되는 빛을 외부로 추출하는 주름 필름에 관련된 소재 및 필름 제조 기술을 제공함. <주름 광추출 필름 기술> 본 기술은 프리폴리머 원액을 포물레이션하여 주름형성에 적합한 용액을 제조하는 기술(주름필름용 소재 기술)과 기판 상에 광추출 주름구조를 형성/제조하는 기술(광 추출 필름 제조 기술)로 이루어 짐. <주름 필름용 소재 기술(좌)와 광추출 필름 제조 기술(우)> 본 기술에서 제공하는 필름을 OLED에 적용할 경우 60% 이상의 광추출 효율 향상을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 무작위 분포 특성으로 OLED 스펙트럼의 시야각과 파장에 대한 의존성을 낮출 수 있음. <주름 필름을 OLED 적용시 광추출 효과> 303

305 2. 기술의 수준 필름의 주름구조 제어 기술 주름 필름 제조 공정 변수 조절을 통하여 주기(period) 1.~5 um, 파고(amplitude) nm에서 조절이 가능함. 필름 구조에 따라서 HAZE를 20-90%로 조절이 가능함. 필름의 내화학성 및 내열성 가교 반응을 통하여 제조된 주름 필름은 보통의 유기용매에 대한 높은 내화학성 을 가지고 있음. TGA 분석에서 400도까지 3% 이하의 질량손실을 갖는 높은 내열성을 가지고 있음. OLED 외부 광추출 효율 및 색안정성 100x100 mm 2 사이즈로 제작된 광추출 필름을 OLED 소자에 적용할 경우 최대 60%의 외광효율 향상을 얻을 수 있으며, 시야각에 따른 높은 색안정성을 확보할 수 있음. 3. 기술의 필요성 조명용 OLED 광원의 효율 향상을 위하여 내부에 가두어진 광을 외부로 추출하기 위한 광추출 기술의 중요성이 높아지면서 관련 소재/부품 기술에 대한 수요가 증가 본 기술에서 제공하는 외부 광추출 필름의 경우에는 광추출 효율 향상 뿐만 아니 라 제조 공정의 단순화 및 시야각에 따른 높은 색안정성을 요구하고 있음. 사업화 추진 필요성 조명용 OLED 패널은 업체들의 투자가 본격적으로 시작되는 2015년부터 매출액이 큰 폭 으로 성장할 것으로 예상되며, 2020년에는 약 47억불의 시장이 형성될 것으로 전망됨. 광추출 기술은 전체 시장의 4% 수준으로 1.9억불로 전망 (2020년) (출처:2014 UBI OL ED Lighting Annual Report) <OLED 조명 패널 시장 전망, 2014 UBI OLED Lighting Annual Report> 304

306 1. 기술성 분석 4. 기술의 차별성 필름 제조 공정의 차별성 본 사업화대상기술은 종례의 나노 구조를 형성하기 위해 주로 사용되던 포토리소 그래피 공정이나 마이크로/나노 임프린트 등의 높은 비용이 요구되는 공정 없이도 광추출을 위한 구조체를 쉽게 형성할 수 있음. 진공 또는 고온 공정이 필요 없고 공정 수도 단조로워 제조 원가를 획기적으로 낮 출 수 있음. 기존의 Base 필름 위에 수 um 내외의 두께로 구조 형성을 하여 높은 효율을 낼 수 있기 때문에 두께 경쟁력에서도 여타의 광추출 필름보다 앞서 나갈 수 있음. 액상 폴리머의 경화 및 코팅 두께 조절로 주름구조의 크기를 조정할 수 있기 때문 에 고객이 원하는 스펙(투과율 및 굴절율 등)을 쉽게 맞춰 제작이 가능하여 다양한 사양의 광추출용 필름 또는 유리 기판으로의 판매가 가능함. 필름 특성의 차별성 본 기술을 이용하여 형성된 주름구조는 우수한 내열성 및 내화학성과 내환경성을 가지고 있음. 본 기술에 의해 제조된 필름은 단순히 광추출 효율을 높이는 효과 뿐만 아니라 시야각에 따른 스펙트럼 변화를 낮추어 줄 수 있는 특성을 가지고 있음. (기존 광 추출 필름의 경우 광추출 효율을 높이고 스펙트럼 변화를 낮추어 주는 효과를 동 시에 달성하기 어려웠음) <본 기술에 의해 제조된 주름 필름의 차별성> 305

307 2. 특허성 분석 1. 국내외 특허 동향 OLED 전체 특허 분류에서 광추출 분야는 약 12 %를 차지하고 있음. 회사에서는 삼성,엘지, 필립스, 캐논 및 SEL이 주도적이며 연구소에서는 ETRI 학교 에서는 KAIST가 많은 특허를 발표 하고 있음. 국제적인 OLED 패널 업체로는 LG Chem, Osram, Philips, Panasonic, Konica-Minolta 등이 있음. <OLED 조명 분야 특허 동향, 2014 UBI OLED Lighting Annual Report> 2. 선행특허분석 특허번호 한국 WO 2008/ 한국 가교기를 가지는 화합물과 이로 특 허 명 광추출 효율이 개선된 부터 얻어지는 프리폴리머 및 발광다이오드 소자 및 이의 LIGHT EMITTING DEVICE 제조방법 조성물과 고분자 시트 및 광인 터커넥션용 광도파로 출 원 인 주식회사 엘지화학 PHILIPS INTELLECTUAL 한국전자통신연구원 PROPERTY, STANDARDS 기술요약 관련도 분석 발광다이오드의 광추출 효율을 증 가시키기 위해 전극 형성 이후 습 식 식각을 통해 발광다이오드부의 발광면 상에 요철을 형성하는 대 신, 발광면 상에 요철 패턴을 형 성한 후 식각 처리 및 전극 형성 단계를 실시함. 인공 조명이 라멜라 소자들에 프리폴리머는 광경화를 통하여 의해서 어떠한 섬광도 나타나지 필름을 형성하며, 상기 필름은 않도록 가이딩된다 광도파로로 사용할 수 있다. A A A * 관련도 : X - 관련높음, Y - 관련있음, A - 관련은 없으나 참고할 자료 * X, Y - 주요참증에 해당, A - 참고참증에 해당 본 연구과제의 제안기술은 주름 형성 액상 프리폴리머 및 이를 통하여 형성된 주름필름을 광추 조사결과 출 및 스펙트럼 안정화에 활용하고자 한 것임. 상기표에 조사된 선행특허는 진보성 및 신규성 측 면에서 중복성, 결여성이 있다고 판단되지 않음. 306

308 3. 사업성 및 시장성 분석 1. 사업화 제품화 OLED 조명용 패널에 있어서 광추출 효율 향상과 스펙트럼 안정성을 동시에 제공 하는 광학필름으로 적용할 수 있음. 고유의 주름 형성 액상 프리폴리머 용액에 기반한 기술이므로 원천성이 있으며 필름 제작 기술뿐만 아니라 물질 자체로서도 기술이전 및 사업화가 가능하다고 판단됨. 2. 사업화 방법 및 성공요인 세계 조명용 에너지 소비의 42%를 차지하는 백열등을 OLED 조명으로 대체시 328TWh의 전력절감 효과 및 239Mton의 이산화탄소 배출 저감효과가 예상되어, 기후변화 및 국제 환경규제 대응을 위한 신 녹색성장산업으로 꼽힘. OLED 디스플레이 및 조명 시장은 구현 기술의 대체 사이클이 길어 더욱 안정적 시장이며, OLED 조명은 시작 단계이고, 꾸준히 성장해 나아갈 것으로 판단됨. OLED 분야는 대면적 양산기술 확보가 관건이며, 관련 시장의 중심이 한국에 있어 시장의 요구사항에 빠른 대응을 할 수 있어 사업의 안정성에 기여 할 것으로 보 임. 3. 국내외 시장전망 1) 국내외 시장 규모 및 동향 조명용 OLED 패널은 업체들의 투자가 본격적으로 시작되는 2015년부터 매출액이 큰 폭 으로 성장할 것으로 예상되며, 2020년에는 약 47억불의 시장이 형성될 것으로 전망됨. 2016년 glass type OLED 조명용 패널의 세계 시장은 약 5.1억불, flexible OLED 조명용 패널 시장은 0.3억불로 예상되며, 2020년에는 각각 27.4억불과 19.9억불의 시장으로 성장할 것으로 전망됨. 2017년까지 glass type OLED 조명용 패널의 매출액 점유율은 90% 이상을 형성할 것으로 예상되지만, 2018년부터는 flexible OLED 조명용 패널 시장의 급성장으로 매출액 점유율은 감소할 것으로 분석됨. 광추출 기술은 전체 시장의 4% 수준으로 2020년에 1.9억불로 전망됨. 307

309 <OLED 조명 시장 전망, 2014 UBI OLED Lighting Annual Report> 2) 시장의 구조, 경쟁강도 및 진입장벽 OLED 조명의 산업가치사슬은 소재/부품/장비-타일/패널-모듈/등기구로 구분될 수 있음. 본 기술은 소재/부품에 해당하는 것으로서 타일/패널의 높은 경쟁 구도 속에서 상 대적으로 많은 관심을 받지는 않고 있지만, OLED 조명 산업의 관심이 높아짐에 따라서 시장 진입을 타진하는 기업들이 증가할 것으로 예상됨. OLED 광추출 필름으로는 기존에 LCD BLU의 확산판 등으로 사용되던 광학필름을 사용하고 있으나, OLED 조명용 광원으로 요구되는 특성에는 부족함이 있어 새로 운 필름 기술이 필요한 분야임. 본 기술은 OLED 조명용 패널로서 광효율 향상 뿐만 아니라 색특성의 변화를 최 소화할 수 있는 기술이기 때문에 기존의 필름 기술과는 차별화되어 시장 경쟁력 을 가질 것으로 전망됨. 308

310 309

311 에너지자원 분과 리필치약용기 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 리필의 불편함을 해소하기위한 별도의 주입구를 이용한 리필 용기 기존 리필용기의 리필 주입은 펌프고정 나사를 열어 펌프 및 연결 호스를 병 외부로 분리하여 빼낸 후 리필 팩의 세 제등을 주입하여 펌프의 나사를 다시 조여 사용하는 방법으로 호스에 잔여 세제등이 흘러내리거나 다른 이물질 등 이 묻을 수 있어 불쾌감을 줄 수 있다. - 용기 재사용 불가로 환경오염발 생과 자원재활용 역행함. 등의 문 제점을 안고 있어 과감한 사용개 혁이 필요한 시점이다. - 현재, 국내수요를 감안할 때, 년간 5,000억 규모의 시장을 형성하며, 해 외수요는 이보다 더큰 년간 100,000 억 규모의 시장을 갖고 있다 *리필치약 용기로 개발할 때 조사 된 치약 시장으로 세제를 포함 할 경 우 더욱 큰 시장이 예상된다. 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 리필 Refill Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 (주)담쟁이 부 서 성 명 한상희 직 급 대표이사 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 상세현황 구 분 상 태 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 출원(등록)일 자 대상기술 출원 등록 특허번호 특허명 리필치약용기 양치질시에 가장 위생적인 치약의 적정량은 1g ~ 2g으로 알려져 있으나, 일반적 으로 사람마다 칫솔에 묻히는 양은 제각각이다. 즉, 사람마다 개인적인 취향으로 선호하는 치약의 양이 있으며 튜브를 누를 때마다 습관적이고 경험적으로 적당한 310

312 양을 눌러 짜내어 사용하는 것이 대부분이라 할 수 있다. 본 과제에서는 기존의 튜브식 치약의 문제점을 개선하는, 펌프식 치약용기를 적용하면서, 바닥으로 리필 이 가능한 리필치약용기 및 리필팩을 개발하고, 이에 따른 요소기술이 개발되었 다. 본 과제에서 위와 같은 요소기술이 잘 개발되어, 튜브식 치약에서 펌프식 리필치 약을 개발하여, 펌핑하여 1회 1g ~ 2g의 치약이 칫솔에 원활히 토출된다. 이어서 다 쓴 치약용기는 바닥의 리필 홀을 이용 리필하여 다시 재활용되는 기능을 갖게 개발되었다. 치약의 낭비를 줄이고 사용상의 불편을 해결함으로써 소비자에게는 생활비용이 절약되고 생활이 쾌적해지며, 사회적으로는 오수환경오염이 방지되고 자원절약을 기할 수 있는 일석이조의 파급효과가 되도록 하는 데 기여하고자 한 다. 2. 기술의 수준 상기에서, 모델링 및 도면설계된 바를 바탕으로, 가공업체에서 시제품제작를 수행 하였다. 상기의 사진에 제시된 바와 같이, 제작된 리필치약용기의 시제품은 200ml /300ml/500ml용량이며, 펌프토출방식, 첵크밸브방식 바닥리필용, Locking cap 설 치형 용기를 당초, 모델링 및 설계도면대로 시제품을 제작 성공하였다. 추가적으 로 리필팩은 기존 비닐팩에 주사형 리필핀을 부착하여, 용이한 형태의 리필팩을 개발하였다. 311

313 아래 사진은 기계가공으로 제작한 시제품이다. 3. 기술의 필요성 양치질시에 가장 위생적인 치약의 적정량은 1cc으로 알려져 있으나, 일반적으로 사람마다 칫솔에 묻히는 양은 제각각이다. 즉, 사람마다 개인적인 취향으로 선호 하는 치약의 양이 있으며 튜브를 누를 때마다 습관적이고 경험적으로 적당한 양 을 눌러 짜내어 사용하는 것이 대부분이라 할 수 있다. 이와 같이 적정량을 사용 하지 못하고 눈대중으로 적당히 눌러 짜는 튜브방식은 치약의 낭비를 일으키는 주원인이다. 더욱이 튜브 내 치약이 점차적으로 줄어듦에 따라 토출되는 치약의 양은 더욱 불규칙해지면서 낭비가 더욱 가중된다. 더불어 치약의 관리가 불편해지 고 미관 적으로 보기 좋지 않다. 특히 수지장애자 및 어린이의 경우 튜브방식 치 약사용이 상당히 어려워하여 가족 간에 불화의 요인이 되는 경우가 종종 있다. 기 존의 튜브 식 치약의 문제점을 개선하기 위해서는 현재의 펌프 식 용기를 적용하 면서 이에 따른 상기의 요소기술이 개발되어야 한다. 본 과제에서 위와 같은 요소기술이 잘 개발되어 치약의 낭비를 줄이고 사용상의 불편을 해결함으로써 소비자에게는 생활비용이 절약되고 생활이 쾌적해지며, 사회 적으로는 오수환경오염이 방지되고 자원절약을 기할 수 있는 일석이조의 파급효 과가 되도록 하는 데 기여하고자 하는데 본 과제의 필요성이 있다. 출처 : (데일리NK뉴스) 부부간 치약짜는 습관갈등이 이혼위기불러 312

314 4. 기술의 차별성 기존의 튜브치약 및 디스펜서치약 등의 시장환경은 아래와 같다. - (주)엘지생활건강, (주)메디팜 및 미colgate Ltd. 등 기존의 대기업 치약업체에서 튜 브에 넣어 노즐을 통해 반고체 상태의 치약을 손으로 짜는 것, 즉 튜브형 치약이 대부분이다. - 메디슨(주)에서 기존 튜브형 치약을 진공펌프 방식의 디스펜서에 꽂아 정량을 토 출 시키는 장치를 개발한 바 있다. - 기존 치약용기는, 양치질위해 튜브형 치약용기 압착시, 손감각의존으로 치약토출량 이 일정치 않음. 가족-동료간 튜브치약 공동사용시, 사용패턴이 제각각 다름에 따른 블화갈등 빈번함. 튜브치약의 10% 잔량시, 사용불편이 가중되고 튜브외관이 흉측해 짐. 치약이 과소비 - 용기 재사용 불가로 환경오염발생과 자원재활용 역행 함. 등의 문제점을 안고 있어 과감한 사용개혁이 필요한 시점이다. - 현재, 국내수요를 감안할 때, 년간 5,000억 규모의 시장을 형성하며, 해외수요는 이보다 더큰 년간 100,000억 규모의 시장을 갖고 있다. 313

315 에너지자원 분과 리튬이차전지용 음극활물질로서 개질된 구형화 천연 흑연 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 기존 상용 비정질 탄소 코팅된 구 형화 조립 천연흑연에 비해 고율 충방전 및 사이클 수명 특성이 크 게 향상된 리튬이차전지용 구형화 천연흑연 음극 활물질 및 제조 기술 - 기존 상용소재인 비정질 탄소 코 팅된 구형화 조립 천연흑연의 제 조 과정 중 탄소 코팅이전 단계는 동일하나 탄소 코팅을 포함한 후 공정 개발 기술 적용 [국내동향] - 음극재의 경우 국산화율이 1~2% 로 국내 생산이 거의 이루어지지 않고 있는 상황으로 현 시점에서 국내 기술에 의한 상용화가 가장 필요한 소재임 [해외동향] - 일본업체는 음극재 시장의 65%정 도를 점유하고 있으며, Hitachi C hemical과 Nippon Carbon이 대 표적인 기업임. Hitachi Chemical 은 MAG계열의 인조흑연을 주력 제품으로 생산하고 있으며 인조흑 연의 고용량화와 고출력화, 고밀 도 음극극판용 소재 개발에 집중 하고 있음. Nippon Carbon은 천 연흑연을 주력제품으로 생산하고 있으며, 천연흑연의 장수명화 제 품 개발에 집중하고 있음 - 현재 모바일 IT 시장의 확대와 함 께,에너지저장장치(Energy storage s y s t e m ), 전 기 자 동 차 ( E l e c t r i c vehicle)로의 적용등 리튬이차전지 의 적용 범위가 다양하고 크게 확 대되고 있음. 이에 따라 핵심소재 로서의 음극활물질의 시장규모도 크게 확대될 것으로 예상됨. - 현재 구형화 조립 천연흑연을 비 정질 탄소로 표면 개질한 음극재 가 상용화되어 사용되고 있으나 향후 리튬이차전지의 고성능화 요구에 따라 기존 음극재에 비해 고율 충방전 특성 및 수명 특성 이 향상된 구형화 조립 천연흑연 제품의 경우 시장 경쟁력이 크게 확대될 것임. 상용화단계 핵심키워드 일반 에너지 자원 한글 영문 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 리튬이차전지, 구형화 천연 흑연, 음극활물질 Lithium ion battery, Spherical shaped natural graphite, Anode material Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 강원대학교 부 서 나노응용공학과 성 명 이 성 만 직 급 교수 314

316 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 7 건 구 분 상 태 출원(등록)일자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 출원 등록 EP 출원 등록 US 14/191,706 출원 등록 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 출원 등록 CN 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 출원 등록 JP 출원 등록 US 13/969,812 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 기존 상용소재인 비정질 탄소 코팅된 구형화 조립 천연흑연에 비해 고율 충방전 및 사이클 수명 특성이 크게 향상된 리튬이차전지용 구형화 천연흑연 음극 활물 질 및 제조 기술 제조 공정이 간단하고 비용이 저렴하여 저가격화 달성 가능 인편상 천연흑연을 구형으로 조립 후 초음파처리 및 비정질탄소 전구체 함침, 비 정질탄소 전구체의 탄화를 위한 후속 열처리를 통하여 구형화 천연흑연 표면 및 내부까지 비정질 탄소가 코팅된 구형화 흑연/탄소복합 음극활물질 및 제조 공정 기술

317 < 개발된 활물질 단면 모식도 및 입자 형상> 본 기술의 핵심 내용 및 개념 구형으로 조립된 인편상 흑연 절편사이 간극 제어 기술 간극내 탄소 전구체 함침 기술 : 초음파처리를 통하여 형성된 간극을 통해 전해액과의 함침성 향상 : 활물질 표면 및 간극 내부가 비정질탄소로 코팅되어 전해액과의 부반응 억제 : 충방전 사이클동안 구형화 흑연 조립구조의 안정성 향상 (swelling 현상 억제) : 전극제조 시 압연 및 프레스압에 대한 입자의 눌림 강도 향상에 따라 높은 전극 밀도에서도 다공성 전극구조 유지 2. 기술의 수준 기존 상용 소재인 비정질 탄소 코팅된 구형화 조립 천연 흑연에 비해 특성 향상 음극으로서의 충방전 출력 및 사이클 수명 특성 향상 사이클 진행에 따른 전극 팽창 억제 사이클 진행 후에도 온도 증가에 따른 발열 반응 억제 사이클 진행에 따른 충방전 쿨롱 효율 감소 억제 초기효율 및 비표면적 특성 동등 이상 < 출력 특성 > < 수명특성 > < 충방전 쿨롱 효율 >

318 3. 기술의 필요성 현재 리튬이차전지의 적용 범위가 다양하고 크게 확대되고 있음. 더욱이 소형 전 지뿐 아니라 중대형 전지로의 적용이 확대됨에 따라 핵심소재로서의 음극활물질 의 시장규모도 크게 확대될 것으로 예상됨. 리튬 이차 전지용 음극소재는 현재 국산화율이 1~2% 에 불과하며 향후 시장 확대에 대응하기 위하여 원천기술을 적용한 해당 제품의 개발이 매우 중요함. 흑연계 탄소재는 리튬 이차전지가 상용화된 이래 현재까지 사용되고 있는 신뢰성 이 우수한 소재로서 여전히 리튬이차전지의 핵심 음극활물질로서 사용될 것임. 그러나 보다 경쟁력을 갖추기 위해서는 저 가격화와 함께 고출력 및 충방전 사 이클특성 향상이 요구되고 있어 천연흑연을 이용한 고성능 탄소재 음극활물질 개 발이 필요함. 개발된 음극소재는 에너지저장장치용, EV등 중대형 전지 뿐 아니라 mobile 용 소형 전지로도 즉시 적용이 가능하며 리튬이차전지를 필요로 하는 모든 분야에서 적용이 가능함. 고성능 신규 음극활물질의 원천 기술 개발에 의한 수입대체 효과. 국내 리튬이차전지 및 이의 응용 산업의 기술경쟁력 확보에 기여 4. 기술의 차별성 기존 상용품과 차별화된 성능 우수한 고율 충방전특성 및 수명특성, 고 전극밀도화가 가능하여 전지의 에너지 밀도 향상에 기여. 고성능의 특성으로 개발 소재의 응용 범위 확대 기술이전 및 사업화에 유리 리튬이차전지용 음극활물질 설계기술 및 제조기술등의 원천기술 확보. 제조 공정이 매우 간단하고 저가의 공정을 이용하므로 사업화가 매우 용이함. 기존 상용 비정질 탄소 코팅된 구형화 조립 천연 흑연과 동일한 출발원료를 이용 한 공정으로 입자 형상 및 입도는 유사하나 성능이 크게 개선된 소재이기 때문에 기존 상용 구형화 천연 흑연의 즉시 대체 가능. 기존 상용 비정질 탄소 코팅된 구형화 조립 천연 흑연의 문제점을 대부분 개선함

319 리튬이차전지용 미세 결정 흑연/탄소 복합체 음극활물질 에너지자원 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 고율 충방전 특성 및 우수한 사이 [국내동향] - 현재 하이브리드 자동차(HEV) 및 클 특성을 나타내는 저가의 탄소재 - 고출력 탄소계 음극재의 경우 에너지저장장치(Energy storage 및 제조 기술 system)에 적용되는 리튬이차전지 하드카본 (주, 애경유화) 및 - 비정질 또는 준결정질 탄소 매트릭 의 경우 대용량으로서 고출력, 장 소프트 카본을 생산하고 있음. 스에 결정질 미립 흑연 입자가 분 수명, 안전성 및 저가의 특성이 요 산되고 표면이 비정질 또는 준결정 구됨. [해외동향] 질 탄소로 피복된 구형의 흑연/탄 - 현재 비정질 하드카본 및 소프트 - 비정질 저온소성 탄소인 소프 카본등 탄소계 음극재가 상용화되 소 복합 음극활물질 및 제조 기술 트 카본과 하드 카본은 각각 어 사용되고 있으나 초기 효율 및 - 복합 음극활물질 제조시 상대적으 일본 업체인 히타치화성과 쿠 가역 용량이 낮은 문제점을 해결 로 큰 가역용량을 가지는 결정질 레하가 전세계 시장을 점유하 하기 위해 개발된 탄소 복합 음극 미립흑연을 포함시켜 기존 고출력 탄소재인 소프트 카본 및 하드카본 고 있으며, 고용량화 및 저가 소재임. - 관련 시장이 점차 확대됨에 따라 의 낮은 가역용량의 문제를 해결 격화를 목표로 연구개발 중임 핵심소재로서의 음극활물질의 시 장규모도 크게 확대될 것으로 예 상됨. 일반 1아이디어 2연구단계 3개발단계 ❹개발완료(시제품) 5제품화 단계 상용화단계 에너지자원 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 한글 핵심키워드 영문 Ⅱ. 기술개발자 정보 리튬이차전지, 흑연/탄소 복합체, 음극활물질 Lithium ion battery, graphite/carbon composite, Anode material 기관명 강원대학교 부 서 나노응용공학과 성 명 이 성 만 직 급 교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 7 건 구 분 상 태 출원(등록)일자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 출원 등록 출원 등록 출원 등록 US13/122,986 14/191,706 ZL 관련기술 출원 등록 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 318

320 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 기존 고출력 특성을 갖는 상용소재인 비정질 하드 카본 및 준결정질 소프트 카 본 탄소재에 비해 고율 충방전 및 사이클 수명 특성을 유지하며 가역 용량 및 초 기 효율 특성이 향상된 리튬이차전지용 음극 활물질 및 제조 기술 제조 공정이 간단하고 비용이 저렴하여 저가격화 달성 가능 비정질 또는 준결정질 탄소 매트릭스에 결정질 미립 천연 흑연 입자가 분산된 상 태를 유지하며 표면은 비정질 또는 준결정질 탄소로 피복된 구형의 흑연/탄소 복 합 음극활물질로서 고율 충방전 특성을 가지며 복합 음극활물질 제조시 상대적으 로 큰 가역용량을 가지는 결정질 미립흑연을 포함시켜 가역용량 증가. < 개발된 활물질 단면 모식도 및 입자 형상> 본 기술의 핵심 내용 및 개념 비정질 또는 준결정질 탄소 매트릭스에 결정질 미립 흑연 입자가 랜덤(random)분 포된 상태를 유지하여 등방적인 전기화학적 특성을 나타냄. 활물질입자 표면은 비정질 또는 준결정질 탄소로 피복되어 비가역 용량 최소화 되 고 고율 충전시에도 음극 표면에 리튬 석출이 억제되어 안전성이 향상됨 결정질 미립 흑연 입자 (예, 토상흑연)를 사용함으로써 충방전시 흑연 입자내 확산 거리 최소화를 통한 고율특성 향상 복합체의 흑연/탄소 비율 조정으로 충방전 곡선형태의 맞춤 설계 가능 319

321 2. 기술의 수준 기존 상용 소재인 비정질 하드 카본 및 소프트 카본 비해 특성 향상 음극으로서의 초기 효율 향상 및 가역 용량 증가 음극으로서의 충방전 출력 및 사이클 수명 특성 우수 < 고율 방전 특성 > < 가역용량 및 초기 충방전 효율 > 3. 기술의 필요성 현재 리튬이차전지의 적용 범위가 다양하고 크게 확대되고 있음. 특히, HEV와 같은 중대형 전지로의 적용이 확대됨에 따라 고출력, 장수명, 안전성 및 저가의 특성이 요구며, 핵심소재로서의 음극활물질의 시장규모도 크게 확대될 것으로 예상됨. 탄소재는 리튬 이차전지가 상용화된 이래 현재까지 사용되고 있는 신뢰성이 우수 한 소재로서 여전히 리튬이차전지의 핵심 음극활물질로서 사용될 것임. 그러나 보 다 경쟁력을 갖추기 위해서는 저 가격화와 함께 용용 분야에서 요구되는 특성을 갖는 고성능 탄소재 음극활물질 개발이 필요함. 리튬 이차 전지용 음극소재는 현재 국산화율이 매우 낮은 상태로 향후 시장 확대 에 대응하기 위하여 원천기술을 적용한 고성능 제품의 개발이 매우 중요함. 개발된 음극소재는 에너지저장장치용, HEV와 같은 중대형 전지 뿐 아니라 전동 공 구용등 소형 전지로도 적용이 가능하며 리튬이차전지를 필요로 하는 모든 분야에서 적용이 가능함. 고성능 신규 음극활물질의 독자기술 원천 기술 개발에 의한 수입대체 효과. 국내 리튬이차전지 및 이의 응용 산업의 기술경쟁력 확보에 기여 320

322 4. 기술의 차별성 기존 상용품과 차별화된 성능 우수한 고율 충방전특성 및 수명특성과 함께 초기효율 및 가역용량 증대에 따른 전지의 에너지 밀도 향상에 기여. 기술이전 및 사업화에 유리 리튬이차전지용 음극활물질 설계기술 및 제조기술등의 원천기술 확보. 제조 공정이 매우 간단하고 저가의 공정을 이용하므로 사업화가 매우 용이함. < 제조 공정 예 > 321

323 에너지자원 분과 초다공성 에어로겔 단열 신소재 기술 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 저렴한 물유리를 이용하고 표면개질 [국내동향] 및 용매치환 반응을 동시에 적용하였으 며, 상압 건조법을 활용함으로써 공정시 간을 단축시킨 저비용 신속 제조기술임 - 일부 회사에서 에어로겔 분말을 시제품 형태로 개발하여 시판중이 나 에어로겔 블랑켓은 기술개발이 필요한 상황이고, 에기연에서는 에 - 에어로겔 분말 기술을 이용하여 섬 어로겔 분말, 블랑켓 기술을 개발하 유 매트릭스와 복합화시켜 에어로겔 여 특허권을 확보한 상태 블랑켓을 제조할수 있는 기술임 [해외동향] - 실리카 에어로겔은 건물용/산업용/조 - 미국 Cabot사는 에어로겔 분말, 과 선용/우주항공용/방산용 단열재/흡음 립 등을 개발하여 시판중이고, 미국 재, 에너지/화학/전기전자 분야에 광범 Aspen Aerogel사와 Cabot사는 에어 위하게 응용 가능한 기술임 로겔 블랑켓 제품을 개발하여 시판중 - 초단열성을 갖는 에어로겔 분말 기술외에 분말 기술을 이용하여 에 어로겔 블랑켓을 개발함으로써 에 어로겔의 낮은 기계적 강도와 성형 및 취급이 용이하지 않는 문제점 등 을 해결할 뿐만 아니라 섬유상 쉬트 형태로 만들어져 유연성이 있다는 장점이 있는 에어로겔 제품화 기술 년에는 $137.5 백만에서 2017년에는 $332.2 백만으로 연평 균 성장률이 19.3%로 전망됨 상용화단계 일반 의약 바이오 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 2개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 에어로겔, 실리카, 물유리, 상압건조, 분말, 블랑켓 Aerogel, Silica, Water Glass, Ambient Drying, Powder, Blanket Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 한국에너지기술연구원 부 서 창의소재연구실 성 명 안 영 수 직 급 책임연구원 Ⅲ. 특허정보 특허현황 사업화대상기술관련 특허 총 건 구 분 상 태 출원(등록)일 자 특허번호 특허명 상세현황 대상기술 출원 등록 US 8,663, 739 B2 에어로겔 매트 및 그 제조방법 관련기술 출원 등록 실리카 에어로겔 분말의 제조방법 관련기술 출원 등록 US 8,894,893 실리카 에어로겔 과립의 제조방법 322

324 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 o 실리카 에어로겔은 90% 이상의 기공율을 갖는 물질로서, 현재까지 인류가 개발한 소재 중에서 가장 뛰어난 초단열성/초다공성/초경량성/초저유전성 등의 특성을 갖 고 있어 건물용/산업용/우주항공용/조선용 등의 단열재, 흡음재, 방화재 등 에너지/환 경/전기전자 분야에 무한한 응용 가능성을 가진 유망 소재임 o 에어로겔 블랑켓은 섬유상 웹인 폴리에스터, 유리섬유, 세라믹 섬유 등과 에어로겔을 복합 화시켜 에어로겔 블랑켓을 제조함으로써 에어로겔의 낮은 기계적 강도와 성형 및 취급이 용이하지 않는 문제점 등을 해결할 뿐만 아니라 섬유상 쉬트형태로 만들어져 유 연성이 있다는 장점이 있어 응용처의 제한이나 시공상의 애로사항 등을 해결할 수 있는 에어로겔 제품화 기술임 현재 개발된 에어로겔은 형태적으로 다음 그림과 같이 블랑켓(섬유상복합체), 분말, 벌크 등이 있으며, 블랑켓은 Cabot Corp.사와 Aspen Aerogel Inc.사가 개발, 시판중 블랑켓(Blanket) 분말(Powders) 모노리스(Monolith) o 본 기술은 출발원료로서 고가의 실리콘 알콕사이드 대신에 저가의 물유리를 사용하고 유기용매를 첨가하여 하이드로겔을 형성시키고, 치환용매 및 표면개질제 첨가하여 하이드 로겔 표면을 개질시킨 다음, 반응 혼합액중 상층액을 분리하여 섬유상 매트릭스에 복합화 시킨후 상압 건조시켜 저비용 제조기술로 에어로겔 블랑켓을 제조하는 기술임 이와 같이 고가의 알콕사이드 원료와 초임계 건조장치을 사용하지 않고 치환용매 및 표 면개질제의 첨가량을 줄이면서 상압 건조공정에 의해서 기존 선진기술과 차별화된 공정 으로 에어로겔 분말 및 블랑켓 기술을 개발하고 사업화할 계획임 2. 기술의 수준 현재 에어로겔 분말 기술에 대한 시제품 개발이 완료된 상태이며, 현재는 전문엔지니 어링업체와의 협력을 통해 개발된 이 기술을 Pilot-scale로 적용하기 위한 Pilot 설비(50 323

325 ton/y)에 대한 기본적인 개념설계가 완료된 상태임, 에어로겔 블랑켓 기술 실용화를 위 해서는 기 확보된 블랑켓 기술을 바탕으로 최적화 기술을 확립함과 아울러 기업체 주 도로 기술개발 연구를 같이 수행하여 에어로겔 분말 파이롯 설비의 반응기공정이후에 별도 라인의 블랑켓 Pilot 설비를 구축하여 상용화 기술을 개발할 계획임 3. 기술의 필요성 o 미국 Aspen Aerogel Inc.사 및 Cabot Corp.사는 에어로겔 소재 관련 핵심기술을 많이 보유하고 있고 에어로겔 블랑켓을 개발하여 시판중에 있으며 현재는 화학플랜트, 산업 용 설비 및 배관, 해양프랜트, LNG선 등의 단열재, 흡음재 및 방화재 등 적용이 증대 되고 있고, 또한 산업용 적용시 경제성이 있는 것으로 보고되고 있음 o 국토교통부에서는 건축물의 에너지절약설계기준인 단열두께 기준을 강화하였고( ), 최근에는 단열두께를 더 두껍게 하는 쪽으로 개정( ) 되었고, 2017년에 는 주택 냉난방에너지의 80%을 절감하는 Passive House 정책이 시행될 예정으로 있어 고성능 단열소재 개발이 시급한 상황임 o 환경부에서는 2015년부터 온실가스 배출권 거래제가 시행되었고, 또한 정부에서는 2030년 온실가스 배출전망치(BAU) 대비 37% 감축 목표를 발표한 바 있어 산업/건물/ 수송 부문에서의 단열을 통한 온실가스 배출 억제의 중요성이 더욱 부각됨 o 폴리우레탄폼 및 압출발포 단열재 생산시 사용되는 오존층 파괴물질인 HCFC를 2030년 까지 100% 삭감을 의무화(몬트리올 의정서)하였기 때문에 새로운 가소제 개발이 필요한 상황이고, 또한 화재시 유독물질을 갖는 유기단열재와 인체에 유해한 섬유상 무기단열재 (유리면, 암면 등) 대체에 따른 신규시장의 확대와 더불어 새로운 응용 제품 및 기술 개 발이 필요 4. 기술의 차별성 o 미국 Aspen Aerogel Inc.사 및 Cabot Corp.사 등에서 제조되는 에어로겔 블랑켓은 섬유상 웹을 실리콘 알콕사이드 용액 또는 물유리에 침적시킨 후 꺼내서 용매로 세척 하고 개질제를 첨가하여 표면개질 공정을 거친 상태에서 고가의 초임계 건조공정을 이용하여 용매를 추출하는 고비용 공정임 o 본 기술에서는 실리콘 알콕사이드 대신에 저가의 물유리를 사용하고 유기용매를 첨가하 여 하이드로겔을 형성시키고, 치환용매 및 표면개질제 첨가하여 하이드로겔 표면을 개질 시킨 다음, 반응 혼합액중 상층액을 분리하여 섬유상 웹에 복합화시킨후 상압 건조시켜 에어로겔 블랑켓을 개발할 계획임, 이 제조 과정에서 치환용매 및 표면개질제의 양을 최 소화시키고 고가의 초임계 장치을 사용하지 않고 경제적이고 연속적인 상압건조 공정에 의해 저비용 에어로겔 블랑켓을 제조할 계획임 324

326 Cabot Corp. Process KIER Process Water Glass (Sodium Silicate Solution) Water Glass (Sodium Silicate Solution) Ion exchange Acid Alcohol Silica Sol Base Pouring Sol to Blanket/Gellation Closed Drying (85 5hrs) Gelation Solvent Exchange/Modification Hydrophobic Gel Acetone Washing Adding Gel to Blanket Surface Modification Supercritical Drying (2stage: 50 24hrs, hrs) Aerogel Blanket Ambient Drying (3-6hrs) Aerogel Blanket 325

327 연료전지 자동차용 채널 분리형 수소연료 공급장치 에너지자원 분과 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 채널 분리형 수소연료 공급장치 연료전지, 연료전지를 이용한 자동차 및 연료전지를 이용한 에너지플랜트 등에 수소연료를 안전하고 효율적으로 공급하기 위한 기술 - 일측방향으로 형성되고 수소를 포함하 는 액상의 수소보관 매체가 유입되며 촉매제를 이용 - 액화연료공급채널에서 수소연료 공급 채널로 수소가스 이동홀이 광통형성되 는 수소기체분리모듈을 포함 - 소형화가 가능하면서도 화학반응효율 이 높고 빠른 동적응답특성을 갖음 상용화단계 일반 에너지 자원 [국내동향] 년대 후반부터 이미 미국과 유 럽에서는 탄화수소계 액체화합물질 에 수소를 저장/분리하는 선행연구 를 수행중에 있으나, 국내의 경우는 전혀 연구가 진행되고 있지 않음 - 한국원자력연구원에서 차세대 수 소생산 원자로인 VHTR을 개발중 이며 2022년까지 년간 20,000톤 의 수소를 생산할 수 있는 220M W급 실증로 건설을 추진 중 [해외동향] - 국가주도로 미국 에너지부에서 수 소저장 용량을 가지는 다양한 고 체 및 액체의 개발 연구를 독려하 고 있음 - 수소에너지를 이용한 연료전지 자 동차 기술 실용화를 위해서는 수 소저장 기술의 확보가 필수적이며 수소연료전지 자동차 기술은 일본 신기술, 신시장 조사에 의하면 20 20년까지 관련 시장은 14조원 규 모로 형성될 전망 - 세계 각국은 연료전지 산업을 새 로운 첨단 기술산업으로 분류하 고, 자동차 및 에너지 저장 핵심 기술로 지정해 육성에 주력하고 있음 - 에너지관리공단 2012년 통계에 의하면 현재 연료전지분야 산업체 는 9개로 매출규모로는 1조 2천 억원 정도가 되는 것으로 알려져 있으며 최근 급격한 성장을 이루 고 있음 1아이디어 ❷연구단계 3개발단계 4개발완료(시제품) 5제품화 단계 1라이센싱 ❷개발단계 3제품화 단계 핵심키워드 한글 영문 연료전지, 채널 분리형, 수소연료 Hydrogen fuel, detachable type, fuel cell car Ⅱ. 기술개발자 정보 기관명 국민대학교 부 서 기계공학과 성 명 이 희 준 직 급 조교수 Ⅲ. 특허정보 특허현황 상세현황 구 분 상 태 사업화대상기술관련 특허 총 1 건 출원(등록) 일자 대상기술 출원 등록 ( ) 특허번호 ( ) 특허명 채널 분리형 수소연료 공급장치 326

328 기술 소개 1. 기술의 내용 및 특징 채널 분리형 수소연료 공급장치 연료전지를 이용한 자동차 및 연료전지를 이용한 에너지플랜트(Plant) 등에 수소연 료를 안전하고 효율적으로 공급 액상의 수소보관매체(액체보관매체)로부터 수소를 화학적으로 분리하기 위한 반응 영역(수소기체 분리모듈)을 마이크로 채널로 형성함으로써, 한정된 공간에서도 충 분한 반응 표면적을 확보 할 수 있음 소형화가 가능하면서도 화학반응효율이 높고 빠른 동적응답특성을 갖는 수소연료 공급장치 연료전지를 이용한 자동차분야 및 연료전지를 이용한 에너지플랜트(Plant) 분야는 물론, 이 와 연관내지 유사한 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있음 2. 기술의 수준 수소연료 공급장치의 사용목적 및 당업자의 요구에 따라 다양한 변형이 가능함 채널들을 구획하는 격벽들이 서로 직교하는 구조를 갖기 때문에 구조적 안정성을 향상 수소연료 공급장치를 포함하는 전체 시스템의 에너지 효율성도 크게 향상시킬 수 있음 채널 분리형 수소연료 공급장치는 다양한 액상의 수소보관매체를 이용할 수 있음 은 물론이나, 본 발명에서는 비교적 물성 및 화학 정보가 잘 알려진 에틸카바졸(N 327

329 -Ethl Carbazole)을 이용 에틸카바졸은 대기압 상태에서 7%의 수소 질량 보관율을 유지할 수 있는 비휘발 성 물질이며, 50gH2/L(약 600:1의 수소 기체 및 액체 보관 매체의 부피비)이상의 부피 용량을 갖음 또한 수소가 결합된 액체 에틸카바졸에서 수소를 화학적으로 분리해내기 위해서 는 백금(Pt) 또는 팔라듐(Pd)을 촉매로 이용한 흡열반응(약 180 )이 요구됨 한편 150마력에 50%의 연료전지 효율을 가진 연료전지 자동차의 경우, 수소분리 화학공정에 사용되는 화학반응기에 분당 56mole의 수소가 분리되어야 하는데, 이 는 상온 상압에서 분당 112g(1.36m3)에 해당되는 수소기체의 양이며, 액체 보관 매체에서 갑자기 발생된 수소 기체로 인해 매우 큰 부피의 가스 유량이 생성되는 문제점이 발생 또한 수소분리화학반응기에 1g의 팔라듐 촉매가 10μm의 두께로 코팅되어 있을 경 우 분당 1mole의 수소기체가 생성되며, 수소를 포함한 에틸카바졸이 팔라듐 촉매 와 1초 동안 접촉 시, 10μm촉매에서 필요한 표면적은 54m2로 상당한 반응 표면 적이 요구됨 따라서, 본 발명에서는 가장 상용화가 용이한 에틸카바졸을 이용하여 수소를 분리 함에 있어, 수소 분리를 위하여 요구되는 반응표면적과 수소기체에 의한 유동불안 정성을 해결하는 방법들을 구체적으로 제시함 3. 기술의 필요성 전 세계적으로 이슈가 되고 있는 환경문제는 인류가 해결해야 할 가장 큰 과제 중 하나로, 특히 지구온난화에 대한 문제는 그 해결이 매우 시급한 과제이며, 지 구온난화의 주원인으로는 이미 알려진 바와 같이, 화석연료의 사용에 따른 이산화 탄소의 배출임 이에 대한 해결 방안으로 수소가스를 이용하여 전기에너지를 생산하는 연료전지 에 관한 연구 및 수소가스를 직접 내연기관의 연료로 사용하는 연구 등이 활발히 이루어지고 있음 특히 연료전지의 경우에는 연료의 연소반응 없이 에너지를 발생시키기 때문에, 화 석연료의 연소과정에서 발생되는 유독공해물질의 배출이 전혀 없으며, 이산화탄소 의 배출량도 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있음 자동차 등과 같이 한정된 공간에서 수소를 분리해야만 하는 경우에는, 전체크기가 작으면서도 화학반응효율이 높고 자동차의 움직임에 맞는 빠른 동적응답특성을 갖도록 충분한 반응 표면적을 갖는 수소분리장치가 요구됨 종래기술의 경우 수소분리장치 내에서 액체상태의 수소가 기체로 분리되면 수소 기체의 부피증가에 따른 유동불안정이 발생하게 되며, 이러한 역환형유동으로 인 328

330 해 액체보관매체가 반응표면에 접촉하지 못하게 되면 반응 표면적이 줄어들게 되 고 이는 수소의 분리량 감소로 이어지게 되므로 수소분리장치의 효율이 저하되는 문제점을 가지고 있음 4. 기술의 차별성 액체 상태의 수소가 기체로 변환되면서 발생되는 부피증가로 인한 역환형유동의 발생을 미연에 방지 수소보관매체 및 이로부터 분리된 수소기체가 서로 분리된 채널을 통해 공급 및 배출 전체크기가 작으면서도 화학반응효율이 높고 빠른 동적응답특성을 갖도록 하기 위하여, 한정된 공간에서도 마이크로채널로 형성함으로써 충분한 반응 표면적을 확보 329

331 330

332 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 윤곽선 분할 기반 특징을 이용한 물체 및 물체 범주 인식 기술 [대표연구자] 김 동 환 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 소재/부품/시스템 시작품 제작 및 성능 평가 [기술협력형태] 특허 및 기술,노하우 이전 /정부과제/산학협력 기술 개요 윤곽선 분할 기반 특징을 이용한 형태 기반의 물체 인식 방법 이분된 로컬 영역을 가지는 특징 기술자 및 특징점 쌍에 대한 기하학적인 관계를 이용한 스 펙트럴 정합 방법과 이를통한 물체가 놓은 배경환경에 독립적인 물체인식 RGB-D 센서와 결합한 크기 변화 및 물체의 시점/자세/크기변화, 부분적 물체 변형 및 가리 어짐, 텍스쳐 성분 유무 및 조명변화에 강인한 물체 인식 방법 기술의 특장점 형태 기반의 물체 인식 기술로 물체 표면의 텍스쳐 성분이 많지 않은 중 대형 물체의 인식에도 적용이 가능 반교사 학습방법을 통해, 물체가 포함된 및 물체가 포함되 지 않은 영상 set의 지정으로 학습가능 RGB-D 센서와 결합하면 인식범위가 더 증가, 정합 후보점 에 대한 깊이정보기반의 추가 필터링을 통한 인식 향상가능 적용분야 및 시장 이동로봇의 자율주행을 위한 물체 기반 지도 생 성 및 위치 추정 기술 물체조작 및 물체기반 서비스 제공을 위한 지능 로봇 분야 CCTV 영상 모니터링 및 이상 물체 식별, 도난/파 손감지기술 기술 및 시장 동향 물체 인식 기술은 지능형 시스템 및 로봇에 필요한 핵심 기반기술로써, 지능형 영상 보 안시스템, 지능형 작업 및 서비스 로봇, 무 인 자동차 뿐 아니라 국방, 의료, 복지 등 타 응용산업과의 비즈니스 모델 발굴 및 신 규 시장 창출에 기여 지능형 운전자 보조 시스템 및 무인자동차의 자 율주행을 위한 도로환경 인식 기술 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 이분된 로컬 영역을 가지는 윤곽선 분할 기반 특징을 이 용한 물체 인식 방법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

333 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 초고압 활선 송전선로의 고속 자동 점검을 위한 원격로봇 기술 개발 [대표연구자] 김 창 환 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 시작품 제작 및 성능평가 [기술협력형태] 특허 이전 및 기술/노하우 이전 가능 기술 개요 초고압(345kV) 활선 송전선로의 이상 여부를 원격 점검하기 위한 송전선 위를 원격제어 및 자율 이동 가능 한 로봇기술 송전선로 상의 금구류를 극복하고 원격제어를 통해 안전하게 이동 가능한 무인로봇시스템의 개발 디지털 카메라를 이용한 영상 기반 송전선로 원격 점검 기술 및 무선 전송 기술, 활선 상태에서의 원활한 작 동을 위한 차폐 기술, 원거리 운용이 가능한 원격운용시스템 및 통합 기술의 개발 기술의 특장점 송전선로의 경사, 장애물(스페이스, 댐 퍼, 슬리브) 및 진동 극복 가능한 이동 메 커니즘및제어기술 활선에서 작동 가능한 차폐 및 등전위 기 술 개발: 도전, 연자성 재료를 이용한 345kV/1200A 전자계 차폐 시험 완료 원거리 운용이 가능한 원격운용시스템 및 통합 기술 개발: 1km 운용 가능한 통 신 모듈 및 원격모니터링 시스템 디지털 카메라 영상 기반 송전선로 원격 점검 기술 및 무선 전송 기술 개발 완료 : 6대의 CCD 카메라를 이용한 전력선 및 장애물(스페이스, 접속개소, 댐퍼 등) 이상 유무 점검가능 적용분야 및 시장 초고압(345kV) 활선 송전선 로2도체,4도체적용가능 기술 및 시장 동향 송전선로 검사로봇의 개발사례로써는 최초이며, 전문기 술인력의 고령화 및 고위험 직업에 대한 기피로 향후 절대 필요 기술로 판단 국내시장뿐 아니라 국외 (중국, 인도)의 전력설비 낙후 지역 혹은 노후 지역에서 수요가 발생되고 있으나 상용 화는 더딘 상태임 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 동영상 및 뉴스 자료 전자신문( ) 조립성이 개선된 송전선 검사 로봇 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

334 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 CCTV 기반의 사람 추적 및 이상 행동 인식 [대표연구자] 박 성 기 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 소재/부품/시스템 시작품 제작 및 성능 평가 [기술협력형태] 특허 이전 및 기술/노하우 이전 가능 기술 개요 CCTV에서 움직이는 사람 및 객체를 검지 및 추적하며 이상 행태(무단 침입, 폭력, 파손)을 인식하는 기술 영상배경모델과 객체 외형모델을 반영한 추적 : 입력 영상을 영상의 배경 모델 및 추적 객체와 비교하여 객체가 존재할 가능성이 높은 전경 영역을 선별하고, 선별영역에서 객체의 위치를 예측할 때 외형 모델과 의 유사도, 전경 가능성을 동시에 고려하여 객체추적 다중시차 기반의 행태인식 : 시간에 따라 다양한 패턴을 보이는 동일한 행태의 행동을 인식하기 힘든 어려 움을 해결하기 위하여 단기간, 중기간, 장기간의 시차 별로 행태를 분석하는 방법 기술의 특장점 관심 객체를 지속적이고 실시간으로 추적 : 영상 의 배경정보와 외형 모델을 동시에 반영하여 높 은 추적 성공률을 유지하면서 실시간 처리가능 다중 시차 기반의 행태 인식 : 시간에 따라서 다 양하게 표현되는 동일한 행태의 패턴을 다중 시 차 기반의 분석을 통하여 인식가능 적용분야 및 시장 지능형 영상 보안 및 분석 기술 기술 및 시장 동향 국내외 영상 보안 시장은 지속적으로 성장 중이며, 2016 년에는 2,050억 달러 규모의 시장 규모가 예측 영상 보안 시장 중에서 지능형 영상 분석 기술은 36% 고도화된 행태(폭력, 파손) 인식 기술이 포함된 제품이 적 고 그 성능이 낮기에, 본 기술이 유용하게 사용가능 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 침입자의 얼굴감지 시스템 및 그방법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

335 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 컬러 영상 기반의 물체 탐지 및 추적 기술 [대표연구자] 박 민 철 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 시작품 신뢰성 평가 [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전 기술 개요 본 기술은 카메라로부터 획득된 컬러 영상을 분석하여 물체를 탐지 및 추적하는 기술. 카메라로부터 획득된 컬러영상을 분석하여 물체의 탐지 및 추적이 가능하며 원거리의 소형물 체 또한 탐지가 가능함. 기술의 특장점 탐지를 하고자 하는 물체에 대해 사전에 훈련된 데이터 셋을 이용하여 물체의 대략적인 후보를 추출하고 자체 개발한 형태기술자를 사용하여 물체를 검증하고 최종적으로 물체를 확정하여 탐 지하고 추적 자체 개발한 형태기술자를 사용하여, 원거리에 있는 소형 물체에서도 특징점을 추출하여 탐지 및 추 적이 가능함 적용분야 및 시장 지능로봇의 물체 탐지, 추적 기술, 및 전 문서비스용 로봇분야 기술 및 시장 동향 최근 운전보조장치, 자율주행자동차, 지능형 영상 감시 및 로봇 기술과 같은 분야에서 영 상 기반의 물체 탐지, 추적 기술의 수요가 계 속증가 로봇 산업은 경제 침체에도 불구하고 매년5 ~10% 이상 성장, 산업용 로봇은 전체 로봇시 장의 70% 이상으로 막대한 수요처를 만족시 킬 지능형 로봇 기술이 지속적으로 개발 지능형 국방 로봇 분야는 전문서비스 로봇 시 장의 45% 비중을 차지할 정도로 시장이 크 고, 계속해서 발전될 것으로 예상됨 334 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

336 TECHNOLGY BRIEF 기술소개서 로봇의 미지 물체에 대한 실시간 학습 기술 [대표연구자] 박 성 기 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 시작품단계 ( 부품/소재/시스템) [기술협력형태] 특허 이전 및 기술/노하우 이전 가능 기술 개요 로봇에게 멀티모달(영상,음성) 상호작용 기법을 이용하여 미지의 환경 물체를 학습(등록) 시키 는방법 기술의 특장점 실시간의 인터액티브 방식의 미지 물체 등록 방법 로봇이 음성인식과 인지지시방향에 있는 물체를 결합 컵 이미지 또는 이미지 속의 컵에 대한 시각특정치 추출 컵에 대한 시각정보와 음성인식에 의한 기호 (심볼)를 결합저장 영상속의미지물체영역분할방법 미지의 물체를 가르킬 때, 어떤 부분이 미지의 물체 인지를 구분하기 어려움 이를 소형, 중형, 대형 의 물체를 구분 지어 물체를 분할하는 기법 미지 물체의 실시간 학습 보다 직관적이며 자연스러운 방식의 지능로봇 구현 영상과 별도로 로봇에 직접 학습결과를 입력 해야하는 기존의 방법과 달리 본 방법은 실시간 및 Inter-active 한 처리방식을 보유한 장점이 있음 적용분야 및 시장 지능로봇의물체학습기술 다목적의 지능로봇 제조 및 조작제어 시각관련 로봇부품 및 소재 기술 및 시장 동향 서비스로봇 시장의 급격한 확대로 인한 기술의 급부상 가능성 개인 서비스용 로봇 시장은 연 평균 18% 이상의 성장추이를 보이며 우수한 성 장 가능성을 보유함 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 출원일자 멀티모달 상호작용을 이용한 로봇의 물체 학습 시스템 및 KR 방법 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

337 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 실내 위치 및 모션 추정 기술 [대표연구자] 이 택 진 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 소재/부품/시스템 시작품 제작 및 성능 평가 [기술협력형태] 특허 이전 및 기술/노하우 이전 가능 기술 개요 GPS 를 이용하지 못하는 실내환경에서 IMU 센서를 이용해 사용자의 모션 및 위치를 추정 하며, 다시 말해 영상 정보를 이용하여 (영상 DB없이)위치를 추정하는 기술 실시간 사용자 보폭 추정 방법 + 모션기반 보행자 추측항법 기술 + Single 카메라 이용 영상 DB없이 실내외 위치 추정 기술 기술의 특장점 실시간 사용자 보폭 추정 방법 : 보행자의 걸음특성을 인지하고, 이를 보폭추정 알고리즘에 적용하여 보폭을 실시간으로 정확히 추정 모션기반 보행자 추측항법 기술 : 보행자가 기기를 휴대하고 행동할 때, 이의 자세정보를 바탕으로 3차원 위 치를 추정하는 기술 Single 카메라 이용 영상 DB없이 실내 외위치추정기술:영상 내 실내 물체 인지 기술 및 Map-Image matching을 이용한 실내 위치 추정 기술 적용분야 및 시장 실내/외 seamless 위치 추적 사용자의 모션 및 활동 추정 기술 및 시장 동향 스마트 폰 및 웨어러블 디바이스 시장의 급격한 확대와 함께 보행자의 위치 추적뿐만 아니라, 모션 자세 및 보폭 등 사용자에게 다양한 정보를 제공해 줄 수 있는 기술에 대한 필요성이 증가. 2018년도까지 약 400억 달러, 원화로 40조원에 달 하는 시장으로 성장될 것으로 예측되고 있음 (국가 정보화기획부, IT Issues Weekly, ) 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 사용자의 보폭을 추정하는 장 치및방법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

338 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 3차원음원위치추정기술 [대표연구자] 최 종 석 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 소재/부품/시스템 시작품 제작 및 성능 평가 [기술협력형태] 특허 이전 및 기술/노하우 이전 가능 기술 개요 마이크 어레이에 도달하는 소리의 위상차를 이용하여 실내외 공간에서 음원의 3차원 위치 를 추정하는 방법 임베디드 시스템 기반 동작 가능 : 개발 기술은 Arm 계열 processor를 탑재한 Odroid U3에 서 동작가능 음원으로부터 발생된 신호의 위상 차를 다양한 마이크 배치 구조에 따라 계산 가능하며 마 이크 사이의 거리는2-30 cm 이내이어야 함 기술의 특장점 3D Angle-PDOA Map 추정된 음원의 위치 Mic1-Mic2 Mic2-Mic3 Mic3-Mic /5-ch input signal 2 4 Adaptive Sound Detection Mic3-Mic4 Mic4-Mic1 Mic4-Mic2 PDOA of microphone pairs <Compare with Angle-PDOA map> 수평각 고도각 <PDOA 음원 방향 검지 흐름도> 소리발생 자동검지 (ASD - adaptive sound detection) 주변 잡음수준에 따라 발생되는 소리 검지 가능 실외에서 발생되는 바람에 의해 발생되는 잡음제거후음원방향검지가능 3차원 음원 위치 추정 알고리즘 (SSL sound source localization) 주파수 공간에서 음원에서 발생된 소리의 위상 차고려 다양한 잡음이 존재하는 공간 (TV 또는 음악 소 리)에서도 안정적인 음원 위치 추정 가능 적용분야 및 시장 로봇 청각 시스템, 소리 정보를 이용 한 감시 시스템 본 기술을 활용한 감시 및 보안시스템 기술 및 시장 동향 로봇 청각 시스템에 적용하여 로봇과 상호작용하는 화자의 위치를 정확하게 추정하고 자연스러운 상호 작용 가능 해당 기술은 CCTV 업체에 이전되어 음성을 활용한 감시 시스템 개발에 적용 예정 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 잡음 환경에서 음원 위치를 추정하는 장치 및 방법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

339 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 음원 분류 기술 [대표연구자] 최 종 석 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 소재/부품/시스템 시작품 제작 및 성능 평가 [기술협력형태] 특허 이전 및 기술/노하우 이전 가능 기술 개요 실내/외 공간에서 발생되는 음원의 종류를 판별하는 방법 임베디드 시스템 기반 동작 가능 : 개발 기술은 Arm 계열 processor를 탑재한 Odroid U3에 서 동작가능하며, 추정된 음원 종류는 외부에 있는 PC나 서버로 전송 가능하고 기존에 개 발한 음원위치 추정 시스템과 연결 가능 기술의 특장점 시간에 따라 변화하는 음원의 패턴 또는 인간 청각 기관에서의 신호처 리 과정을 모사한 Feature vector 활용 8가지 이상의 음원 종류 구분 가능 임베디드 시스템 기반으로 실시간 음원 분류 가능 적용분야 및 시장 로봇 청각 시스템, 소리 정보를 이용 한 감시 시스템 본 기술을 활용한 감시 및 보안시스템 기술 및 시장 동향 로봇 청각 시스템에 적용하여 로봇과 상호작용하는 화자 주변에서 발생하는 소리의 종류를 파악하는 기 술에 적용 가능 해당 기술은 CCTV 업체에 이전되어 음성을 활용한 감시 시스템 개발에 적용 예정 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 실시간 음원 분류 방법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

340 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 음악 재생 기능을 갖는 카메라 완구 및 이의 음악 재생 방법 [대표연구자] 임윤경 교수 (한국과학기술원) [연구개발단계] 시작품 제작 및 성능 평가 [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 기술 개요 카메라로 촬영한 영상을 모자이크 영상으로 변환한 후 그 영상을 음악 데이터로 변환하여 재 생하는 기술로, 취학 전 어린이들의 야외 활동을 증진시켜줄 수 있는 새로운 개념의 완구로 적용할 수 있을 뿐 아니라 로봇이나 자동차와 같이 엔터테인먼트로 활용될 수 있는 IT 제품에 도 새로운 음악 재생 경험으로 활용 가능 기술의 특장점 인식된 영상을 음악으로 재해석 인식된 영상을 모자이크화하여 각 셀에 음원을 매핑함으로써 음원 데이터 및 매핑 알고리즘에 따라 다양한 음악 재생이 가능 다양한 디지털 기기 적용하여 감성적 경험 도출 가능 카메라가 부착된 어떠한 디지털 기기에도 적 용 가능하며 로봇과 같은 경우는 로봇이 인식 한 시각체에 대한 음악 재생으로 사용자와 감 성적 커뮤티케이션을 가능하게 함 적용분야 및 시장 영상 인식 기반 음원 매핑을 통한 새로운 음악 재생 기술 엔터테인먼트 로봇 및 자동차 영상및야외활동완구 기술 및 시장 동향 음악에 맞추어 반응하는 영상 혹은 움직 임기존에는 소리에 따라 그에 맞는 영상이나 로 봇의 움직임을 재생하는 기술은 존재 어린이 디지털 기기 중독 야외 활동 대신 스마트폰이나 온라인 게임 등 실내에서의 디지털 기기 중독이 심각하여 새 로운 개념의 디지털 완구 니즈 증대 대표 특허 정보 관련 자료 명칭 국가 출원번호 출원일자 퍼지 적분을 이용한 로봇의 복합 표정 생성 시스템 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 / [email protected]

341 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 청소로봇의 효율적인 청소를 위한 경로계획 방법 [대표연구자] 송 재 복 박사 (고려대학교) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 기술 개요 본 기술은 청소로봇이 미지의 환경에서 청소한 위치를 표시하고, 중복 청소하는 영역을 최소화 하기 위한 경로를 계획하는 기술. 기술의 특장점 거리센서 및 범퍼센서로부터 얻은 신호를 바탕으로 작 성한 격자지도에 기반하여 미지영역, 점유영역, 기청소 영역, 미청소영역으로 구분 미지영역 : 로봇 미방문지역, 로봇이 해당격자에 장애 물이 존재하는지 여부를 모르는 영역. 점유영역 : 센서로부터 감지된 주행장애물이 격자를 점 유하고 있는 영역 기청소영역 : 로봇이 이미 청소를 한 영역 [위치추정 기능 탑재 여부에 따른 청소로봇 성능 차이] 미청소영역 : 기청소영역과 미지영역의 경계, 앞으로 청소할 영역 로봇의 주요 이동패턴 X축 방향을 기본으로 이동 장애물을 만나면 방향전환(회피) 회피 도중 Y축 방향으로 변위가 생기면 다시 X축 방향으로 이동 지그재그 형태의 이동경로 생성(가까운 미청소 영역으로 이동 시) + 최단거리 이동(먼 곳의 미청소 영역으로 이동 시) 적용분야 및 시장 청소로봇, 감시로봇, 순찰로봇 등, 주행패 턴 및 위치인식알고리즘을 바탕으로 하 는 개인용, 및 전문서비스용 로봇분야 기술 및 시장 동향 진공 청소로봇, 풀 및 홈통을 청소하는 로봇의 시 장규모는 2011년 67,640만 달러를 기록했으 며, 2018년에는 18억 달러로 확대될 전망 2010년에는 청소용 로봇 판매의 증가세 확대와 경계감시용 로봇의 해외 수출 등 서비스로봇 생 산 규모는 2000억원 돌파가 무난할 것이란 전망 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 천장 임의 형상 특성 활용 이동 로봇 위치 인식 방법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

342 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 천장 지향 단안 카메라 기반의 이동로봇 위치추정 기술 기술 개요 [대표연구자] 송 재 복 박사 (고려대학교) [연구개발단계] 소재/부품/시스템 시작품 제작 및 성능 평가 [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 본 기술은 단안 카메라를 이용하여 특징지도를 작성하고 로봇의 위치를 추정하는 기술 연구목표 : 천장지향 모노카메라가 장착된 이동로봇을 이용하여 미리 형태를 지정하지 않은 임의의 형상 을 특징으로 추출하고, 이를 표식으로 사용하여 특징지도 작성 및 위치추정(SLAM)을 수행한다. 기술의 특장점 SLAM (simultaneous localization and mapping) : 미지의 환경에서 이동로봇의 위치를 추정하기 위해서 지도작성과 위치추정을 동시에 수행하는 방법 SLAM 과정에서는 센서로 관측한 주변환경의 특징 들을 위치추정을 위한 표식으로 활용하고 이를 저장 한 특징들의 위치 및 방위 등의 집합을 특정지도 (feature map) 특징추출 예 측 정합 갱신 영상에서 표 식으로 사용 할 특징추출 오도메트리정보를 바탕으로 로봇과 저 장표식의 위치 예측 예측표식들과 영상의 추출특징비교 및 추적 특징들의 이동량 계산 이동량 바탕의 삼각측량 및 로 봇위치추정 적용분야 및 시장 청소로봇, 감시로봇, 순찰로봇 등, 주행패턴 및 위치인식알고리즘을 바탕으로 하는 개인용, 및 전문서비스용 로봇분야 기술 및 시장 동향 진공 청소로봇, 풀 및 홈통을 청소하는 로봇의 시장규모 는 2011년 67,640만 달러를 기록했으며, 2018년에는 18억 달러로 확대될 전망 2010년에는 청소용 로봇 판매의 증가세 확대와 경계감 시용 로봇의 해외 수출 등 서비스로봇 생산 규모는 2000억원 돌파가 무난할 것이란 전망. 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 천장 임의 형상 특성 활용 이동 로봇 위치 인식 방법 PCT PCT/KR2012/ 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

343 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 지름 가변형 휠 [대표연구자] 조 규 진 박사 (서울대학교) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 기술 개요 본 기술은 휠이 접힘 패턴을 가져 접힘 패턴을 따라 접힘 또는 전개 가능하게 형성되고, 가변 유도 축의 동작에 따라 휠이 접힘 패턴을 따라 접힘 또는 전개되면서 휠 지름이 변 경되는 것이 가능한 지름 가변형 휠을 제공 기술의 특장점 구 성 1. 단위 셀이 반복된 접힘 패턴이 구비하여 휠 지름 이 가변되도록 수축 또는 전개 가능한 휠 2. 휠의 길이 양단에 각각 고정적으로 결합되며, 양 측 간의 거리가 변경됨에 따라 상기 휠이 수축 또 는 전개되면서 휠 지름이 변경되게 하는 스포크 3. 양측 스포크 중 일측 스포크와 회전 자유롭게 그 리고 적어도 일측 길이 방향으로 이동시킬 수 있 도록 결합되어 상기 일측 스포크와 타측 스포크간 의 거리를 가변시키는 가변 유도 축 적용분야 및 시장 표면이 고르지 않는 노면에서 사용하 는 차량이나 폭발물 탐지 또는 정탐 등의 특수 목적을 수행하는 로봇 기술 및 시장 동향 근래 폭발물 탐지 또는 정탐을 목적으로 하는 차량 또 는 로봇의 경우 좁은 공간을 통해 이동하는 것이 가 능하도록 점차로 소형화 됨 1회 충전으로 동작 가능한 시간을 늘리기 위하여 경 량화를 지향하고 있어 지름 가변형 휠의 중량은 줄이 면서 단순한 구조로 지름의 크기를 가변할 수 있는 새로운 구조가 요구 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 지름 가변형 휠 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

344 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 상황 모니터링을 적용한 실시간 물체 인식 및 자세 추정 방법 기술 개요 [대표연구자] 이 석 한 박사 (성균관대학교) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 2차원 및 3차원 영상 정보를 수신하여 찾고자 하는 대상 물체의 위치와 자세를 환경 변화에 강인하게 인식하는 상황 모니터링을 적용한 실시간 물체 인식 및 자세 추정 시스템 및 방법 기술의 특장점 구 성 1. 영상 획득부(100) : 실시간으로 인식물체에 대한 장면 을 연속촬영하여 2차원 및 3차원 영상정보 획득 2. 실시간 환경 감시부(200) : 영상획득부(100)로부터 제공 되는 2차원 및 3차원 영상 정보를 받아 실시간 정보계산 3. 다중 증거 추출부(300) : 영상획득부(100)로부터 실시 간 영상정보를 받아 물체의 위치 및 자세를 생성 4. 증거 선택 및 증거 수집부(400) : 실시간 환경 감시부 (300)로부터의 정보를 이용하여 가장 적합한 증거를 선택 하고 증거를 수집하기 위한 추가적인 로봇의 행동제안 5. 확률적 정보 융합부(500) : 다중 증거 추출부(300)에서 생성된 물체의 위치 및 자세를 추정하여, 입자들의 임의 분포로 표현 다양한 실시간 영상을 이용하고, 환경변화에 대한 상황 모니터링에 기초하여 최적의 증거를 사용함으로 써, 열악한 환경 조건에서도 강인한 물체 인식 및 자세추정 단계 : 실시간 영상정보로부터 물체인식 위치 및 자세를 입자형태로 표현 생성된 위치 및 자세를 임 의분포로 표현 환경정보 계산 결과가 확률적으로 만족될 때까지 반복실행 적용분야 및 시장 실시간 영상처리 및 물체, 환경인식 시 스템이 필요한 전 산업분야 및 이에 적 용가능한 개인용/전문용(순찰, 주행, 네비게이션) 로봇분야 기술 및 시장 동향 종래의 물체인식에 대한 대부분의 방법들은 제 한된 특징을 갖는 단일정면정보에서 완전한 텍 스쳐 환경 및 정확한 3D 데이터 구비조건에서만 동작하는 한계를 갖고 있어 이에 대한 개선 방법 의 필요성 증가 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 상황 모니터링을 적용한 실시 간물체인식및자세추정방 법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

345 별첨_ SMK SMK LIST - 의료/재활분야

346 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 미세 수술 로봇 기술 기술 개요 [대표연구자] 강 성 철 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 실험실 규모 소재/부품/시스템 핵심성능 평가 [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 미세수술영역을 포함한 다양한 의료분야에 적용 가능한 수술로봇 플랫폼 기술의 특장점 미세 수술 영역에 공통적으로 사용 가능한 플랫폼으로 개발하기 위해 외경 3mm이 하, payload 5N이상, 6자유도의 3S 성능을 가지는 엔드 이펙터. 수술자를 포함한 수술스탭 및 수술공간에 방해가 되지 않도록 소형 구동부를 개발함으로써 수술환경에 방해되지 않으며 수술자의 사용 편의성을 고려한 설계로 사용자 피로도 감소 및 편의성을 증진 기존의 상용화된 수술로봇이 가지는 한계를 극복하고, 미세한 영역의 수술을 가능하게 하 기 위한 가늘고 (slim) 고강성 (stiff)이며 좁은 공간에서 다자유도 조작성 (steerable)을 가지 는 미세수술로봇 엔드이펙터 플랫폼 적용분야 및 시장 미세수술영역 (신경외과: 뇌수술, 척추수술, 정형외과 관절 수 술 등) 및 single port 수술, 소화기 내시경 시 술을 포함함 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 비등방성 패턴을 갖는 튜브 연속체로봇및튜브제조방 법 KR KR A 기술 및 시장 동향 지난 20여 년 동안 수술로봇은 최소침습수술에 있어서 조작 및 시야의 한계를 극복하는 측면에 서 그 가능성을 보여주었으며, 더욱 효율적인 차 세대 로봇 수술방법의 제안이 요구됨 기존의 Da Vinci 등 상용화된 수술로봇의 적용이 어려운 미세수술영역에도 사용가능한 수술로봇 을 개발하여, 신경외과, 정형외과 등의 분야에 폭 넓게 적용 가능하며 환자 QOL 향상에 기여함 세계적으로 미세수술 영역에 특화된 수술로봇 시 스템의 부재로, 본 과제에 의해 동영역에 특화된 원천 기술을 갖춘 수술로봇을 개발하고 세계시장 을 선도할 것으로 기대함 345 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

347 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 뇌정위 수술을 위한 전극 삽입장치 [대표연구자] 김 기 훈 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 시작품 제작 [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 기술 개요 뇌정위 수술을 위한 전극 삽입장치에 관한 발명 전극과 드릴이 장착된 삽입부 장착 방향제어부, 정밀 이송부, 수술대, 수술대를 이송하는 이송부를 포함 특히 실험용 동물의 뇌정위 수술을 위한 초정밀 전극 삽입이 가능하도록 구성 기술의 특장점 전극/드릴 삽입부, 3차원으로 이동시키는 이송부를 구비, 수직 방향은 물론 신경핵에 전극을 다양한 각도에서 천공 및 전극 삽입 가능 신경핵 주변의 위험조직을 피해 전극 삽 입가능하며, 복수의 전극 삽입 가능. 드릴 및 전극이 장착된 말단부의 위치제 어가 신속하게 이뤄질 수 있도록 구성한 삽 입 장치로, 신속한 이동과 정밀한 이동이 가능함으로써 수술 시간 단축 가능 적용분야 및 시장 CT나 MRI 같은 영상검사기법 발전으로 뇌 정위 수술이 크게 발달 알츠하이머, 파킨슨병 등과 같은 신경계통 질환 치료를 위한 뇌정위 수술과 뇌부심 자극술 등뇌-기계접속기술(BMI, brain-machine interface)에 응용 기술및시장동향 국내 의료 기기 시장, 연평균 8.3%의 고성장 그러나 아직까지 국내사 비중은 미미, 선진 수입 제품이 시장을 대부분 독점, 선진국 대비 기술 수준 60% 불과 년 연평균 복합 성장률(CAGR)은 2009 년, 2010년 시장 침체로 인해 7.9%에 그침 기술 융합형 첨단의료기기를 중심으로 수요 급증, 올 해 시장 규모 3,000억 달러에 육박 2016년 3,487억 달러로 연평균 5.6%대의 고성장 구 가할 것으로 전망 대표 특허 정보 명칭 국가 등록번호 뇌정위 수술을 위한 전극 삽입장치 KR KR 인체용 뇌정위 수술 기구 신경계 치료기기 346 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 / [email protected]

348 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 상지 재활 로봇 [대표연구자] 김 기 훈 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 시작품 제작 [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 기술 개요 신체의 노령화에 따른 노약자의 상지 근력의 기능이 약화되거나, 뇌졸증 또는 사고 등으로 근 력이 상실된 환자의 근력을 강화하기 위한 재활 장비로 상지 재활 로봇 사용자의 의도에 따라 임피던스를 조절하여 작동 가능한 상지 재활 로봇으로서, 손목 회전 운 동을 위한 3 자유도(DOF: Degrees of Freedom) 설계 기술의 특장점 사용자의 의도를 반영한 임피던스 조절 사용자의 상지 근육의 근전 (electromyography, EMG) 신호를 측정 => 사용 자의 동작의도 타이밍(timing)을 분석 => 사용자 의 동작 의도에 따라 임피던스를 조절하여 작동 3 DOF 손목 운동 효과 손목 회전 운동을 위한 3 자유도(DOF: Degrees of Freedom) 설계로 기존 2 자유도 보다 탁월한 운동효과 편리하게 사용이 가능한 크기 (Compact size) 적용분야 및 시장 병원용/가정용 재활보조 장치 의료용 재활 전문 서비스 로봇 고령화 사회의 본격화와 함께 의료기 기 시장의 성장세 추이에 발맞추어 각종 의료서비스 분야에 적용가능 기술및시장동향 국내는 2010년 65세 이상의 노령 인구가 전체 인 구의 10%, 2018년 14.2%의 고령사회가 될 것, 따라서 의료재활복지서비스 분야의 사회적 필요성이 높아짐. 세계적으로 전문 서비스용 로봇은 2013년 약 300 억달러 규모, 2018년에는 약 600억달러의 시장이 형 성될 것. 특히, 의료용 로봇 분야는 지난 5년간 세계 적으로 평균 40% 이상 성장의 고부가가치 산업 대표 특허 정보 명칭 상지 근력 보조 장치 국 가 출원번호 출원 일자 KR KR A 등록번호 등록 일자 KR B 동영상 및 뉴스 자료 _detailpage&v=a8isbza_dbc 347 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 / [email protected]

349 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 뇌졸중 환자의 보행 재활을 위한 착용형 외골격 로봇 기술 개요 [대표연구자] 김 승 종 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 실험실 규모 소재/부품/시스템 핵심성능 평가 [기술협력형태] 시작품 제작 및 성능평가 뇌졸중 환자의 보행 장애 극복을 위한 착용형 외골격 로봇 설계 및 제어 방법 골반운동이 가능한 구조를 갖는 보행재활로봇 : 보행에 필요한 하지 관절(고관절/슬관절/족관 절)뿐 아니라, 골반의 움직임(회전/좌우이동)이 가능한 재활로봇 시스템 설계 및 제작방법 환자의 의도를 보행에 반영할 수 있는 minimize-force controller : 각 링크(대퇴/하퇴)에 부착 된 센서와 근전도 센서를 기반으로 환자의 의지를 실시간으로 로봇의 보행속도에 반영할 수 있는 제어 기술의 특장점 편마비 환자의 하지 보행을 위한 하지 모 션훈련 : 편마비 환자의 경우 좌우 벨런스(골반움직임) 이 중요하므로 본 재활 로봇은 골반의 회전과 좌우 이동이 가능한 재활로봇으로, 보행 중에 발 생하는 좌우균형감각에 기여. Top-down방식의 보행 재활 훈련 : 환자의 의지를 로봇의 보행에 반영하여, 로봇 의 속도를 실시간으로 변경함으로써 top-down 방식의 보행 재활 훈련이 가능. 적용분야 및 시장 보행 재활 훈련 기술 물리적 재활이 필요한 의료관련 전 분야 기술 및 시장 동향 미국,일반,유럽등의 선진국을 중심으로 보행 재활로봇이 연구 개 발 되고 있으며, LOKOMAT(hocoma,스위스)가 전세계적으로 널 리사용되고있음.LOKOMAT은2006년출시이후에약300대 이상 판매된 것으로 보고 최근 5년, 뇌졸중환자는 11.2%(555,323명) 증가, 진료비는 26.7%(1조 200억 원) 증가(2012년도 건강보험심사평가원) 세계의 재활 로봇 시장은 년 24.27%의 연평균 복합 성장률(CAGR)로 성장할 것으로 전망됨(Global Rehabilitation Robotics Market ) 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 보행 재활 로봇 의 골반 지지장 치 KR KR A 동영상 및 뉴스 &no= / html?OutUrl=naver 348 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

350 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 하지 기능 재활 보조 장치 [대표연구자] 김 창 환 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 시작품 제작 [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 기술 개요 환자의 능동적인 재활 훈련 참여를 독려하면서 환자 개개인의 보행 패턴 생성을 가속화할 수 있는 재활 훈련 장치 여러 가지 교란 힘 패턴을 조합한 무작위 교란 힘 패턴을 생성하여 재활 훈련을 하도록 함으 로써, 끊임없이 새로운 자극을 제공 기술의 특장점 무작위 교란 힘 패턴 재활자에게 불규칙하게 교란 힘을 가함으로 써, 단순히 반복적으로 무릎을 폈다가 굽히는 운동에 비해 끊임없이 새로운 자극을 제공하 여 재활자의 적극적인 운동 협응 능력을 향 상시키는 효과 시스템 단순화 및 저가격화 기존 고가의 유사 장치에 비해 단순화된 시스 템으로 원가절감 가능 적용분야 하지기능재활보조장치 병원용/가정용 재활보조 장치 동영상 및 뉴스 자료 해당기술관련 실험동영상 기술 및 시장 동향 헬스케어 분야의 시장 확대 헬스케어 시장은 연평균 50.3%의 고성장과 더불어 2017년 약 230억 달러 규모에 이를 것으로 전망(Pwc) 국내는 2010년 65세 이상의 노령 인구가 전체 인구의 10%, 2018년 14.2%의 고령사 회가 될 것, 따라서 의료재활복지서비스 분야의 사회적 필요성이 높아짐. 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 재활 훈련 장치 KR KR 출원 일자 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

351 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 자폐 아동의 행동치료를 위한 보조 로봇 기술 기술 개요 [대표연구자] 박 성 기 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 실험실 규모 소재/부품/시스템 핵심성능 평가 [기술협력형태] 특허 이전 및 기술/노하우 이전 가능 자폐치료간 자폐아동-치료사-로봇의 상호 작용 속에서 아동의 생체신호(EEG/동작 등)을 바탕으로 아동의 상태를 분석 하고 치료사의 치료 과정을 인식하여 자폐치료를 돕는 로봇 기술 비전기반 자폐치료 상황인식 기술 : 자폐치료 과정을 촬영하는 3D 카메라로 입력되는 영상을 분석하여, 아동, 치료 사, 로봇의 위치를 찾고 이들의 위치를 치료과정 내내 추적하여 로봇에게 위치 정보를 제공 자폐치료를 위한 치료 프로토콜 : 자폐아동이 어려움을 겪는 타인과의 눈맞춤, 얼굴 감정 추론을 향상시키기 위해 단일 시도학습(DTT) 원리를 바탕으로 개발한 행동치료 프로토콜 기술의 특장점 비전기반 자폐치료 상황인식 기술 : 로봇이 아동-치료사-로봇의 상호작용 상황을 자동으로 인식하여 스스로 아동 및 치료사와 원 활히 상호작용을 할 수 있어 치료사가 자폐아동 치료 도중에 직접 로봇을 제어해야 하는 수고를 줄이고 로봇이마에 부착된 카메라에 입력되는 영상을 분석하여, 아동-로봇의 눈맞춤 여부를 판 단 자폐치료를 위해 개발된 치료 프로토콜 : 로봇의 상호작용을 자동화함으로써, 기존 치료 사-보조치료사-아동의 3자간 상호작용을 통한 자폐 치료에서 보조치료사의 역할을 로봇이 대 신수행 아동들의 취향을 고려한 로봇 디자인 : 4-7세의 자폐 아동의 흥미를 유도하는 아동 친화적 얼굴과 표정 적용분야 및 시장 자폐 아동의 행동 치료 지원 사회노약층 지원 등의 사회복지분야 기술 및 시장 동향 자폐스펙트럼 장애의 높은 발생률(1% 내외)과 부족한 치료 인력 그리고 자폐아동이 보이는 로봇에 대한 높은 관심도로 인해, 자폐 치료용 로봇과 소프트웨어의 기술 개발이 국내외 대학, 병원, 회사에서 활발히 진행 국내 KIST, KAIST, 서울대학교병원, 삼성전자 등 해외 University of Hertfordshire, USC, 오사카대학 등 대표 특허 정보 명칭 국가 등록번호 뇌전도를 이용한 로봇기반 자폐 진단장치및그방법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

352 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 수술 네비게이션 시스템 [대표연구자] 이 득 희 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 소재/부품/시스템 시작품 제작 및 성능 평 가 기술 개요 [기술협력형태] 특허 이전 및 기술/노하우 이전 가능 1. 근적외선광을 이용하여 획득된 환자의 정합대상 부위에 배치된 혈관의 입체혈관영상 과, 정합대상 부위를 촬영한 MRI (Magnetic Resonance Imaging) 및 CT (Computer Tomography) 등의 3차원의료영상 간의 위치정합을 수행하는 환자와 3차원 의료영상의 비침습 정합 시스템 및 방법 2. 카메라를 이용하여 수술 도구의 3차원 위치를 추적하는 3차원 추적 시스템 및 이를 이용 한 위치 감지방법 기술의 특장점 동물 실험 3차원 추적시스템 외형도 3차원 실험보조 3차원 의료영상의 비침습 정합 시스템 입체카메라 : 정합대상 부위의 영상추출 위치추적기 : 입체카메라의 위치추적 및 영상좌표산출 제어기 - 영상으로부터 제 1,2 혈관패턴 추출 - 상기 패턴을 이용하여 영상과 환자와의 위치정합 디스플레이 : 산출된 정합결과 표시 3차원 추적 시스템 및 위치감지 촬영부 : 물체를 촬영 인식부 : 촬영 이미지에서 물체의 마커 인식 추출부 : 인식된 마커의 2차원 좌표 추출 연산부 : 2차원 좌표를 3차원좌표로 연산 적용분야 및 시장 최소침습수술과 같은 의료 시뮬레이 션의 전 분야 및 이의 정밀도 향상 의료영상과 의료정보의 상호연계 기술 및 시장 동향 컴퓨터 비젼 기술의 발전에 따라 의료 시뮬레이션 (medical simulation)을 적용하면 시술자에게 효율 적이고 안전한 의료시스템을 제공가능 복강경 수술과 같은 최소 침습형 시술에 적용하여 회 복시간 최소화, 시술시간 단축의 효과 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 수술 도구의 3차원 추적 시스템 및 이를 이용한 위치 감지 방법 KR 환자와 3차원 의료영상의 비침습 정합 시스템 및 방법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

353 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 정맥 가시화 장치 기술 개요 [대표연구자] 이 득 희 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 소재/부품/시스템 시작품 제작 및 성능 평 가 [기술협력형태] 특허 이전 및 기술/노하우 이전 가능 정맥천자를 시행하는 피부부위와 피부내부의 정맥을 동시에 관찰할 수 있도록 적외선 조사 및 영상획득 및 디스플레이가 구비된 정맥 가시화 장치 기술의 특장점 상세 사양 정맥 가시화 장치의 구성 근적외선 조사부 : 목표영역의 피하에 근적외선을 조사 적외선 카메라 : 목표영역을 촬영하도 록하나이상설치 영상처리부 : 영상정보를 수신하여 표 시장치에 제공 표시장치 : 목표영역에 근접하여 영상 처리부로부터의 영상정보를 표시 형태 : 구성부들이 하나의 핸드핼드(hand-held)장치에 내장됨 근적외선 조사부(10)가 조사하는 근적외선의 파장은 730nm 내지 740nm 표시장치는 LCD, LED, OLED, AMOLED등으로 3차원 영상 표시 적용분야 및 시장 정맥천자가 필요한 기본적인 의료 관 련전분야 피부 내부의 혈관에 대한 시각적 확인 이 필요한 전 분야 기술 및 시장 동향 의료환경에서 가장 많이 시행되는 작업 중의 하나인 정맥천자이나, 이의 정확도는 사람의 경험과 숙련도 에 의존하고 있음 이에 따른 성공률의 저하와, 이로 인한 출혈, 감염, 환자의 고통을 유발할 수 있으므로 이를 보조하는 장 치가 다수 제안되고 있음 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 정맥 가시화 장치 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

354 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 나사풀림 방지기술 기술 개요 [대표연구자] 지 광 구 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 실험실 규모 소재/부품/시스템 핵심성능 평가 [기술협력형태] 특허 및 기술,노하우 이전/라이센싱/정부과제/산학협 력 탄성이 우수한 Ni-Ti 형상기억합금을 워셔로 사용함 탄성변형율이 일반 금속의 20배 이상으로 저절로 풀리기 어려움 기술의 특장점 외력이 생기면 체결이 약해지고 곧 풀리게 되는 기존의 문제점에 반하 여(탄성 0.4%정도) Ni-Ti는 나사체 결후 B에 오며 진동이 생기더라도 풀리더라도 체결력이 일정하며, 탄 성이 8%정도에 이르므로 풀리는데 있어 어려움이 생김. 가장 우수한 것으로 알려진 Nordlock 보다 풀림방지 특성이 우 수하고 가격 크게 쌈 재료 기술을 이용하는 것으로 설계 제작이 용이 인위적인 조임과 풀기는 매우 용이 적용분야 및 시장 치과용 임플란트나 정형외과용 나사 등 진동이 문제되는 기계부품 특히 안정성이 필요한 부품 기술 및 시장 동향 부품의 안전성, 내구성에 대한 요구사항이 커져서 풀림방지나사의 수요확대 나사의 전체수요는 해마다 증대 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 풀림방지 나사 및 제조방법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

355 TECHNOLGY BRIEF 기술소개서 환자 맞춤형 자세 교정 의자 [대표연구자] 이의석교수 (고려대학교) [연구개발단계] 시작품 제작 및 성능 평가 [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 기술 개요 환자 개인별로 체형과 질환(디스크, 척추측만증 등의 척추질환)에 최적화된 상태로 자세를 교 정하기 위한 환자 맞춤형 자세 교정 의자. 골반을 기준으로 기형 만곡각을 해소하여 골반을 수평으로 교정하면서 환자의 척추를 교정하기 위한 기능성을 갖음 기술의 특장점 골반과 척수상태에 따라 자세교정 환자의 등과 머리를 지지하는 상/하부 등판(101, 102), 골반을 지지하고 척추의 기형 만곡각에 대응하여 전-후 및 좌-우로 틸팅각을 갖도록 조정되는 복수의 좌판(111, 112), 등판과 좌판을 지지하며 의자다리에 연결된 지지축(105)을 포함. 환자의 골반과 척추상태에 따라 복수의 좌판 을 조정하고 하부 등판과 어깨 거치대(103)를 이용하여 척추를 지지하여 환자의 자세를 용이하 게교정 104 : 연장지지대 111-2, : 좌판 조정자 113-1, 113-2/ 114-1, : 조정자 115 : 좌판 주조정자 120 : 프레임 131 ~134 : 조정부 환자 맞춤형 자세교정의자 환자 맞춤형 자세교정의자의 배면 사시도 적용분야 및 시장 기술 및 시장 동향 병원용/가정용 헬스케어 보조기구 척추질환 환자의 보조기구 및 교정기구 고급형 오피스 가구 헬스케어 분야의 시장 확대 헬스케어 시장은 연평균 50.3%의 고성장과 더불어 2017년 약 230억 달러 규모에 이를 것으로 전망(Pwc) 중국의 고급형 사무용시장 성장 대표 특허 정보 중국은 현재 세계최대의 사무의자 수출국으 로. 초기의 간단한 형태의 오피스 가구에서 건 강과 기능성을 생각한 고급형 오피스 가구 에대한수요급증 명칭 국가 출원번호 출원일자 환자 맞춤형 자세 교정 의 자 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

356 TECHNOLGY BRIEF 기술소개서 기술 개요 착석자 체형 자동 맞춤 의자 [대표연구자] 홍정화 교수 (고려대학교) [연구개발단계] 시작품 제작 및 성능 평가 [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 장시간의 착석으로 인하여 발생하는 조직의 허혈성괴사(욕창) 및 업무능률저하의 문제점을 개선하기 위하여 인체의 압력집중을 방지할 수 있는 의자시스템의 개발 필요 착석자와 지지부 사이의 압력이 집중되는 것을 방지하여 안락감을 높여주는 동시에 관련 질 병을 예방할 수 있는 착석자 체형 자동 맞춤형 의자 시스템에 관한 기술 기술의 특장점 인체특성에 따라 에어패드에 공급되는 공기를 조절 에어패드에 인가되는 압력을 감지하고 감지한 압력을 기준으로 에어패드에 공급되는 공기를 조절 하거나 에어패드의 공기를 일정하게 유지 착석자 체형 자동 맞춤형 의자 시스템 착석자가 준작업자세를 취할 경우를 도시한 개념도 에어패드(120)에 인가되는 압력을 감지하는 압력감지수단(130)과, 압력감지수단으로 감지한 압력 을 기준으로 에어패드에 공급되는 공기를 조절하거나 에어패드의 공기를 일정하게 유지하는 추론 기(150)를 포함. 착석자의 의도나 인체 특성에 대응하여 지지부(110)의 에어패드에 공급되는 공기 를 조절 함으로써 최적의 착석 자세를 유지할 수 있음 적용분야 및 시장 거동이 불편한 환자를 위한 보조기구 병원 및 가정용 헬스케어 도구 기술 및 시장 동향 다양한제품군의분화로인한 시장확 대 저렴한 제품부터 고가의 제품까지 다양한 제품 이 골고루 포진해 있는 시장의 형태. 대표 특허 정보 명칭 국 가 출원일 출원번호 자 다품종 뿐만 아니라 기능적으로도 다기능화. 기본적인 기능을 가진 형태 뿐 아니라 부가적 인 기능(지압, 저주파 및 고주파 기능 등의 물 리치료 등)을 구비한 형태로 더욱 분화예측 착석자 체형 자동 맞춤 형 의자 시스템 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

357 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 휴대용 휠체어 [대표연구자] 조 규 진 박사 (서울대학교) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 기술 개요 본 기술은 휴대성 및 운반성을 향상시킨 휴대용 휠체어로 편의성을 향상시키기 위하여 안장부, 등받이부, 제1 및 제 2 앞바퀴부, 제 1 및 제 2 뒷바퀴를 포함한 형태를 갖는 휴 대용 휠체어에 관한 기술 기술의 특장점 구 성 1. 안장부 : 사용자가 착석하는 부분 2. 등받이부 : 안장부의 상면으로 접혀지도록 안장부에 연결 3. 제1 및 2 앞바퀴부 : 안장부의 하면으로 접혀지도록 안장 부에 연결, 뒷바퀴부와 함께 탈착 가능 4. 손잡이부 : 이동 또는 운반 시, 제1 및 제2 뒷바퀴부들이 고정위치와 반대측에 고정되어 사용자가 휠체어를 편리하 게이동또는운반 등받이부 및 제1 및 제2 앞바퀴부들이 접혀지며, 제1 및 제2 뒷바 퀴부들은 운반 시 운반이 편리한 위치에 고정되어, 운반성, 휴대 성 및 보관성을 향상 등받이부 및 제1 및 제2 앞바퀴부들이 접혀지며, 제1 및 제2 뒷바 퀴부들은 운반이 편리한 위치에 고정되어, 운반성, 휴대성 및 보 관성 향상 적용분야 및 시장 노약자나 장애인 등이 사용하는 휠체어와 같은 서비스산업에 이 용가능성을 갖는 보조기구류 기술 및 시장 동향 최근 노약자, 장애인 등 거동이 불편한 자들을 위한 이 동수단으로 휠체어의 보급이 증가하고 있으며, 사용편 의성을 향상시키기 위해 다양한 형태의 휠체어가 개발 되고 있으나, 대부분 고정형태로 사용하지 않는 경우에 도 공간을 차지하며, 휠체어를 단순히 운반하거나 이동 시키기 위해서도 공간확보가 필요한 문제점 발생 이를 해결하기 위하여 휠체어의 바퀴를 탈착할 수 있는 구조 및 휠체어의 폭을 좁히는 구조를 통해 휠체어의 운반성 또는 보관성을 향상 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 휴대용 휠체어 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

358 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 초음파 뇌자극 시스템 기술 개요 초음파를 이용한 경량의 착용형 뇌 자극 및 조절 시스템 - 정확한 뇌자극을 위한 5 자유도 로보틱스 포지셔닝 시스템 - 뇌자극 부위를 보여주는 네비게이션 GUI [대표연구자] 이성온 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술양도, 실시권 허여, 기술지도 등 기술의 특장점 경량으로 인하여 착용 형 뇌자극이 가능 기존 TMS 자극 보다 향상된 분해능과 뇌심 부까지 자극 가능 주요 기능/사양 시스템 자유도 시스템 무게 뇌자극범위 포지셔닝 정밀도 네비게이션 5자유도 0.7kg 뇌의 좌우 Sensory/Motor cortex 영역 모두 포함 1mm 이하 MRI/CT 데이터 등록 및 광학기반 실시간 네비게이션 적용분야 및 시장 뇌 자극을 통한 실감교류, 뇌 질환 치료 분야 주요 특허 국내 특허 등록 (2014) (2014) 미국 특허 출원 14/285807(2014) 357 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

359 별첨_ SMK SMK LIST - 센서 및 조작제어 분야

360 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 경사 축의 회전동력전달을 위한 구형 조인트 [대표연구자] 김 기 훈 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 기술 개요 본 기술은 동력을 전달하는 조인트에 관한 것으로서, 특히 동력이 입력되는 입력축과 동력이 출력되는 출력축의 사이 각에 대한 범위를 넓게 구성하면서도 원활하게 동력을 전달할 수 있 게 구성한 기술이다. 기술의 특장점 기술적 특징 구동원에 연결되어 회전하는 입력축과, 입력축에 고정되어 입력축에 의해 회전하며 만곡된 입력링 크와, 입력링크에 장착된 제1회전축에 회전 가능하 게 장착되며 만곡된 커플러 링크와, 커플러 링크에 장착된 제2회전축에 회전 가능하게 장착되며 만곡 된 출력링크와, 출력링크에 고정된 출력축을 포함 하는 구조 주요적용장점 1. 입력축과 출력축의 경사각이 넓어 임의의 경사 도를 갖는 동력전달조인트에 범용적으로 사용 가능 2. 기어를 사용하지 않음에 따라 백래시를 최소화 할 수 있고 정밀한 회전 동력 전달이 가능 3. 구성 및 구조가 단순하면서도 정밀도가 높다 적용분야 및 시장 정밀도가 요구되는 수술기구와 같은 의료용 기구 및 산업용 로봇 등의 동 력전달 조인트 기술 및 시장 동향 산업용 로봇은 2012년 86억 달러에서 2016 년 105억 달러로 약 21.5% 증가 예상되며 서비스용 로봇은 46억 달러에서 247억 달 러로 약 400% 이상으로 증가가 예상되어 이에 활용되는 부품에 대한 필요증가 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 경사 축의 회전동력전달을 위한 구형 조인트 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

361 TECHNOLGY BRIEF 기술소개서 semg 센서 모션인식 [대표연구자] 김 기 훈 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 시작품 제작 [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 기술 개요 원격지나 가상현실에서 사람이 하는 행동을 예측하여 물건 조작 및 감각전달에 대한 기술의 요구됨. 근육수축 시 발생하는 전기신호를 측정하여 의도한 동장을 예측할 수 있는 착용형 근전도 센 서 시스템 개발 기술의 특장점 근전도 신호를 정밀하고 빠르게 측정할 수 있는 생체신호 측정기술 과 측정신호로부터 사람 의 행동의도를 파악하는 의도인식 알고리즘 기술로 구성 1단계 1차년도 semg 회로 젤타입전극 1단계 2차년도 소형회로 건식전극 2단계 1차년도 무선모듈 2단계 2차년도 무선+IMU 의료용 근육신호 측정을 위해 개발되어 상용화 된 제품이 가지지 못한 사람의 행 동예측이 가능한 정도의 빠른 응답성 보유 고가의 대형장비와 젤 타입의 의료용 전극 을 사용해 일상생활에서 사용하기 어려운 기 존 상용화 장비에 비해 손쉽게 사용가능 적용분야 및 시장 우주탐사, 해저탐사 등 열악한 환경 및 상황에 대한 탐사로봇 근전도 측정 시스템 웨어러블 디바이스 분야 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 출원 일자 촉감 전달 장치 및 이를 구비한 사용자 인터페이스 시스템 KR 기술 및 시장 동향 웨어러블 디바이스 시장규모는 Juniper Research 에 따르면 2013년말에 14억 달러 에 달할 것으로 예상 IMS Research는 2016년에 시장규모가 60억 달러 (출하량 1억 7,000만대)에 이를 것으로 전망 동영상 및 뉴스 자료 ature=player_embedded feature=player_embedded 360 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

362 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 착용형 촉감 디스플레이 [대표연구자] 김 기 훈 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 시작품 제작 [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 기술 개요 터치, 압력, 미끄러짐, 온도 감각을 피드백 할 수 있는 다중 촉감 디스플레이 플랫폼 - 미끄러짐의 경우 마찰력을 조절할 수 있는 Squeeze Film Effect를 이용하여 플랫폼을 구성 기술의 특장점 다중 촉감 구현: 터치, 압력, 진동, 전단력 경량화 구현(기존의 1/4배) 무게 및 부피 대비 큰 힘 및 변위 발생: 1.4 N 및 1.5 mm(고에너지밀도) 주요기능 및 사양 센서 및 시스템 사양 구현 촉감 종류 촉감 표현 범위 촉감 표현 해상도(정밀도) 구동 전압 제어 방식 크기: mm (배터리 및 제어부 제외) 무게: 7 g (배터리 및 제어부 제외) 터치, 압력, 진동 터치: On/Off 압력: 발생힘 약 1.4 N 및 변위 약 1.5 mm 진동: 최대 가진 주파수 15 Hz (발생 변위: 약 0.5 mm) (시험 평가중) 압력분해능 Open-loop 약 0.1 N 터치/압력 모드: 약 3 V 진동 모드: 약 27 V 펄스폭 변조 방식 (Pulse Width Modulation) 적용분야 및 시장 실감 터치스크린 관련 응용 분야(스마트 폰, 터치스크린 등), 가상/원격 관련 응용 분야 (교육, 협업, 게임 등) 대표 특허 정보 국내 특허 등록 (2014) 미국 특허 출원 (2014) 361 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 / [email protected]

363 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 원격 제어를 위한 제어 및 센서 신호의 실시간 압축 및 복원 기술 기술 개요 [대표연구자] 김 도 익 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 소재/부품/시스템 시작품 제작 및 성능 평가 [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 본 기술은 휴먼 인터페이스와 로봇 하드웨어의 종속적 관계를 제거하고, 전달 신호를 압축하여 네트 워크 부하를 줄일 수 있는 알고리즘 원격 로봇 제어 시, 휴먼 인터페이스와 원격 로봇 사이 동작 신호 및 센서 신호의 전달이 필요한데, 현재 신호 전달 방식은 신호 측정 주기 혹은 제어 주기와 동일한 신호를 전달함. 제어 신호의 경우 주기가 높 아 네트워크 부하로 작용하거나 로봇이 바뀌면 제어 주기 변화, 로봇 하드웨어 한계(위치, 속도, 가속도 등) 변화 등으로 호환성 확보에 어려움 기술의 특장점 대표 특장점 실시간 압축, 복원이 빠르고 간단한 알고 리즘으로 압축 및 복원 시, 에러수준을 미리 예측 가능하고 압축률 등을 실행 시 간에 따라 변화가능. 압축 신호는 하드웨어 정보와 독립적이 고, 복원 시는 자신의 하드웨어 정보만 사용하므로 압축시의 하드웨어와 독립적 으로, 하나의 압축신호로 여러 하드웨어 에서 사용가능하며 소프트웨어적 전환을 간편하게 다른 하드웨어로 전환. 1. 적은 메모리와 적은 계산량을 가진 알고리즘 2. 기존 원격 제어 방식에 간단하게 추가 가능 3. 작은 파라미터 개수 (약 4개의 알고리즘 파라미터)로 전체 알고리즘 제어 가능 적용분야 및 시장 재난,우주, 험지 등 부통신부하가 고려되는 것 이 필요한 환경에서의 원격제어 다수의 이종형태 로봇을 하나의 휴먼인터페이 스로의 전환/ 동시제어 동작데이터의 작동 주기적 센서정보에 대한 배터리 모소량 감소효 과 (압축전달을 통한 전달주기감소) 대표 특허 정보 기술 및 시장 동향 재난 환경에서의 열악한 네트워크 상황에 적합한 통신 프로토콜에 대한 요구 증가 다수 로봇 혹은 이종 형태의 로봇을 원격 제어하는 간편 한 휴먼 인터페이스를 위한 요구가 증가하고 있으나, 휴 먼 인터페이스와 로봇간 종속성에 적합한 원격제어 시 스템의 개발이 어려움. IoT 센서가 비약적으로 늘어남에 따라, 통신 및 배터리 부하를 줄이기 위한 기술이 요구되고 있음. 명칭 국가 출원번호 하드웨어 한계를 고려하는 동작 데이터의 압축 및 복원을 이용 한 로봇 동작 데이터 처리 시스 템 KR KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

364 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 다중 셀 환경에서 간섭 정렬 기법을 이용한 통신 시스템 [대표연구자] 김 도 익 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 기술 개요 거리 측정 센서 : 광원을 사용하여 거리를 측정하는 거리측정 센서 거리측정 센서의 입사각 영향에 따른 오차 보정방법에 관한 것 - 광원을 사용하는 거리측정 센서가 물체까지의 거리를 측정할 때, 물체와 광원 간의 입사 각 크기로 발생하는 오차를 보정하는 방법 기술의 특장점 입사각 변화에 따른 측정거리 오차 산출 단계 측정물체까지의 거리 측정 및 산출 단계 측정 물체 표면의 면 벡터 산출 단계 입사각 계산 단계 및 오차 산출, 측정값 보정 단계 대표 특장점 측정 물체까지의 보다 정확한 거리 측정이 가능 입사각의 영향을 줄여주고 이를 통해 측정 물체까지의 거리 및 물체의 형상을 보다 정확히 측정할 수 있음 적용분야 의료기기, 로봇산업, 자동차 산업 분야, 가전기 기 및 군사분야에 활용 차량의 정확한 위치를 결정하고 안전 보호를 위 한 최소 거리를 측정하는 기술로 개발 기술 및 시장 동향 저소비전력형 거리센서를 위한 연구 개발이 이뤄지고 있 음, 저렴한 가격과 편리성을 향상시키며 에너지 절약을 위한 신개념 용도로써의 거리 센서가 개발 중임 거리를 측정하여 감지하는 거리 센서를 응용하 여, 비접촉 IC카드리더 검출, 터치 패널, 자동차 스마트키, 자동 로봇 청소기 등으로 응용됨 대표 특허 정보 <자동차 후방 센서> <휴대용 레이저 거리 측정기> 명칭 국가 등록번호 거리측정 센서의 입사각 영향에 따른 오차 보정방법 KR KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

365 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 나노 구조물을 갖는 압력센서 및 그 제조방법 [대표연구자] 김 진 석 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 기술 개요 압력 센서의 표면에 나노 구조물을 접착하여, 센서의 응답 속도와 감도를 개선할 수 있는 압력 센서및그제조방법 기술의 특장점 압력센서 제조방법 1. 기판 상에 소스 전극과 드레인 전극을 배열하는 단계 2. 상기 소스 전극과 드레인 전극 상에 플렉시블 센서 레이어를 배치하는 단계 3. 박막의 폴리머 재료에 나노 크기의 주름을 형성하여 나노 구조물을 제조하는 단계 4. 상기 주름이 형성된 나노 구조물을 상기 플렉시블 센 서 레이어의 표면에 접착하는 단계 나노구성물 제조방법 1. 선형의 1차원 구조물을 형성하는 단계 2. 지그재그 형태의 2차원 구조물을 형성하는 단계 3. 나선형태의 구조물을 형성하는 단계 발명의 효과 1. SENSOR의 LOD(Limit of detection) 향상 2. SENSOR의 민감도 향상 3. SENSOR의 반응/응답속도 향상 구성 : 기판 + 상기 기판상에 소정 간격으로 이격되어 배열되는 소스 전극과 드레인 전극 + 상기 소스 전극 과 드레인 전극 상에 배치되는 플렉시블 센서 레이어 + 상기 플렉시블 센서 레이어의 표면에 접착되며, 나노 크기의 주름을 갖는 나노 구조물 적용분야 및 시장 압력변화에 민감하게 반응할 수 있는 의료 용기구 나노 크기의 압력센서를 필요로 하는 전 산 업분야의 소형 기구 및 장치 기술 및 시장 동향 최근에는 압력 센서를 뇌 수술 시 적용함으로써 압력 센서의 높은 응답 속도와 감도가 요구되고 있다. 즉, 뇌수술 중 뇌압은 출혈량 및 합병증과 밀접한 관 계를 가지게 되므로, 수술 중 지속적인 뇌압 측정이 매우 중요하며, 뇌압의 작은 변화에도 민감하게 반응 하는 압력 센서에 대한 요구가 증가 대표 특허 정보 명칭 국가 등록번호 나노 구조물을 갖는 압력센서 및 그 제조방법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

366 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 사용자 중심의 작업 계획 방법 기술 개요 [대표연구자] 박 정 민 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 실험실 규모 소재/부품/시스템 핵심성능 평가 [기술협력형태] 특허 이전 및 기술/노하우 이전 가능 환경 변화에 대응하면서 여러 사용자의 요구사항을 반영하여 로봇의 작업을 계획하는 방법 가변 상황(로봇이 정해진 작업 뿐만 아니라 다양한 작업에 대해서 작업계획을 할 수 있도록)에 서 작업 수행을 위한 로봇 작업 계획 기술 개발 작업 정책을 설정하는 정책 설정기(XML 기반으로 정의하여 사용)를 포함하는 작업 계획기로 확장성 이 제공됨을 통하여 다양한 가변 상황에 대한 사용자의 작업 만족도 평가로 검증 기술의 특장점 실시간 가변 상황에 적응적인 작업 계획 방법 로봇의 상태 정보를 작업 계획의 기준이 되는 정책 속성으로 반영하고, 사용자의 정보 및 사용자의 작업 요구 사항을 반영하여 작업을 계획하며, 로봇이 동작할 때 로봇의 실제 상황 변화에 맞춰 실 시간으로 작업을 재설정함으로써 효율성 및 사용성, 적응성을 제공하는 작업 계획 방법 다양한 작업관련 정책을 설정할 수 있는 작업 정책 설정기 지원 적용분야 및 시장 로봇에 의한 모든분야의 작업계획 기술 기술 및 시장 동향 세계 로봇시장 규모의 성장세를 볼 때, 개인용 서 비스 시장은 해마다 19%이상 시장 확대 전망 (IFR, 마켓앤드마켓 자료참조, 2013년 52.8억달러 에서 2020년 194.1억달러) 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 네트워크 기반 로봇의 소프 트웨어 개발 시스템 및 방법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

367 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 로봇 손과 팔을 이용한 물체 조작 기술 [대표연구자] 오 용 환 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 실험실 규모 소재/부품/시스템 핵심성능 평가 [기술협력형태] 특허 및 기술,노하우 이전/라이센싱/정부과제/산학협력 기술 개요 여유자유도를 갖는 로봇 팔과 손, 상반신형 양팔 로봇을 이용한 물체 조작 제어 기술 인간의 동작 분석, 무게중심 및 ZMP 등 시스템의 안정성과 균형에 관련된 정보 획득. 해당 결과를 바탕으로 상반신 양팔 로봇에 사용 가능한 무게중심 제어기 및 Planner 무게중심 모멘트 최소화 알고리즘 및 준정적 상태에서 로봇이 필요로 하는 토크를 줄이기 위 한 중력 최소화 알고리즘 다양한 서비스 요구에 맞게 개발되는 고기능 로봇 손을 이용한 물체의 안정한 파지-조작 기 술 및 물체를 안정적으로 파지-조작할 수 있는 협조 제어 기술 개발. 기술의 특장점 사람의 대항성(Opposition)원리에 기초한 파제 제어 알고리즘. 기구적으로 결합된 로봇 손과 팔 시스템을 단일한 제어기를 사용하 여제어가능 사람의 상반신과 같이 몸통과 양팔 을갖고있는로봇시스템에대해 사람의 무게중심(CoM) 데이터를 이용한 밸런스 플래너 직접교시에 의한 작업 구현 기능 적용분야 및 시장 작업형 서비스 로봇 분야 및 산업용 로봇 기술 및 시장 동향 기존의 정보 도우미 형태의 로봇에서, 손과 팔을 이용하여 작업을 수행할 수 있는 서비 스 로봇에 대한 수요가 증대되고 있으며, 이러한 상황에서 손-팔, 양팔을 이용한 조 작 기술이 필요함. 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 양팔 여유자유도 로봇의 자세 제어를 위한 무게중심 제어방 법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

368 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 자가시점 RGB-D 영상 기반 손 위치 추적 기술 기술 개요 [대표연구자] 우운택 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술양도, 실시권 허여, 기술지도 등 자가시점에서의 손의 깊이 영상만으로 사용자의 손동작 및손관절의위치를동시에검출하 는기술 - 사전에 사용자의 손동작에 대한 기계학습을 통해 사용자의 움직임 자체의 일반화가 가능 - 손가락 마디 수준의 정밀한 위치 검출이 가능 기술의 특장점 사용자 시점의 카메라에서 자주 발생하는 손가락 자가 가림의 경우에도 손가락 끝 위치추적 가능한 알고리즘 HMD에 부착된 사용자 시점 RGB-D 카메 라의 영상만을 이용해 사용자의 손을 추 적하고 상호작용을 가능하게 함. 주요 기능/사양 센서 및 시스템 사양 손가락 위치 추정 정 밀도 위치 추정 속도 추적 가능한 최대 손 가락 수 Creative SenZ 3D 손가락에 가림이 발생하지 않는 경우에 대한 정밀도 - 엄지 /- 0.44mm - 검지 /- 0.35mm - 증지 /- 0.36mm - 약지 /- 0.51mm - 새끼 /- 0.48mm 32.63ms 5개 성공률 96.90% 손위치추적정밀도 13mm 적용분야 및 시장 다양한 상황에서의 적용이 가능한 3차원 클릭 검출 및 정밀한 위치 추정 분야, 주요 특허 국내 특허 출원 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

369 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 인체감응 확장공간 환경 적응형 아바타 동작 생성 기술 기술 개요 [대표연구자] 이성희 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술양도, 실시권 허여, 기술지도 등 원격지 사용자의 행동을 아바타의 행동으로 mapping 할 때, 임의의 실제환경 조건에 적응 할 수 있도록(악수와 같은 타인과의 신체적 접촉에 반응하는 혹은 실공간에 놓인 가구의 모 양과 자세 변화에 대응하여 앉을 수 있도록) 아바타의 자세와 동작을 실시간 생성하는 소프 트웨어 기술의 특장점 현실 공간에 증강된 상대방의 아바타와 사 회적 접촉을 할 수 있으며, 아바타는 현실 공간의 의자에 앉거나 기댈 수 있는 적응 적 자세를 실시간 생성함. 주요 기능/사양 센서 및 시스템 사양 아바타 자유도 환경 센싱 정밀도 환경 센싱 시간 센서: Kinect 2.0 또는 고사양의 모션 캡쳐 장비 디스플레이: 위치/자세 트래킹 가능한 AR-HMD 48 자유도 이상 물체 검출 성공율 60%이상 물체 검출 2초이내 컴퓨터: Windows 8이상, Intel i7이상 CPU, 네트워크: 이더넷 사용자-아바타간 접 촉종류 대응가능한 환경의 종류(범위) 손 기반 사회적 접촉 (현재 악수 가능 >>> 하이파이브, 포옹 동작 생성 개발 중) 센서로부터 4m 범위내의 가구 (현재 의자 착석 동작 생성. 테이블, 소파 등 가구 범위 확장 연구중) 적용분야 및 시장 원격 사용자 간 실시간 인터랙션 및 협 업, HMD 기반 교육, 게임, 안내 및 상호교류 시스템, 실시간 아바타 동작생성 시스템 주요 연구 실적 국내 특허 출원 (2014) (2013) 368 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

370 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 기구적으로 강성 조절이 가능한 액추에이터 [대표연구자] 최 준 호 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 소재/부품/시스템 시작품 제작 및 성능 평가 [기술협력형태] 기술이전 기술 개요 기구적으로 강성 변화가 가능한 액추에이터로 두개의 모터를 이용하여 강성 및 위치를 독립적으로 변화 가능 외골격 로봇에 사용되면, 환자의 운동 능력에 따라 강성을 조절하여 좀 더 효과적인 재활 훈련을 기대할 수 있으며 예상치 못하는 근육의 경직에서도 환자를 안전하게 보 호할 수 있음 기술의 특장점 Parallel mechanism을 이용하여 판스프링의 유효 길이를 조절하여 강성을 조절 두 개의 모터의 상대 속도를 이용하여 위치 및 강성 조절 가능 과도한 토크가 전달 되는 것을 방지하기 위한 토크 리미터 장착 적용분야 및 시장 재활 로봇 서비스 로봇 이외 적용이 가능한 모든 개인용 로봇분야 기술 및 시장 동향 재활 로봇의 수요는 사회의 고령화에 따라 증가 늘어나는 수요에 비해 재활 치료사의 수가 적어 로봇을 이용한 재활 훈련에 대한 관심이 높음 치료 효과 증대와 환자의 안전성을 보장할 수 있는 로봇 설계가 필요함 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 강성 조절 장치 KR KR A 369 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

371 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 다축 촉각 센서 기술 개요 [대표연구자] 최 혁 렬 박사 (성균관대학교) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 본 기술은 다축 방향의 접촉력을 측정할 수 있는 다축 촉각센서에 관한 것으로, 수직력과 전 단력을 감지할 수 있는 센싱유닛을 별도로 구비하고, 수직력 센싱 유닛과 상기 전단력 센싱 유닛은 종방향 및 횡방향을 따라서 서로 교대로 배치되는 것을 특징으로 하여 방향 및 세기 의 측정 정밀도가 향상될 수 있는 특징을 갖는다. 기술의 특장점 수직력 센싱유닛과 전단력 센싱유닛을 구성하는 전극의 형상을 측정 대상이 되는 방향의 힘에 최적 형상으로 구성함으로써, 측정 신뢰성을 확보 수직력 센싱유닛과 전단력 센싱유닛 중 어느 하나로부터 측정되는 측정값을 다른 하나의 보정에 이 용함으로써, 수직력 또는 전단력 각각의 측정 정밀도가 향상 구 성 유전탄성체 : 유전율 포함 수직력 센싱유닛 : 사각형 단면, 유전탄성체의 양면에 상호 대향 되게 배치되며 외력에 의하여 이격거리가 변화하는 한 쌍의 수직 력센싱전극구비 전단력 센싱유닛 : 스트라이프 형상, 수직력 센싱 전극의 테두리 와 평행하며 상호 이격되게 배치되는 복수 개의 제1전극부재 포 함, 상기 유전탄성체의 양면에 상호 대향되게 배치되며 외력에 의하여 대향면적이 변화하는 한 쌍의 전단력센싱전극 구비 외력 산출부 : 수직력 센싱유닛과 전단력 센싱유닛에서 측정되는 캐패시턴스 값의 외력에 의한 변화를 이용하여 외력산출 적용분야 및 시장 침습적인 수술 등, 정밀도가 요구되 는 수술기구와 같은 의료용 기구 및 로봇 기술 및 시장 동향 작은 절개부, 고통의 최소화, 흉터와 회복기 간의 단축 등의 장점으로 인하여 침습적 수 술이 외과, 비뇨기과, 부인과의 수술 및 복 강경 검사 등에 널리 이용되고 있어 이에 대 한 오차개선, 위험성 감소를 위한 장치에 대 한 필요성이 증가 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 다축 촉각 센서 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

372 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 EtherCAT 지원 서보모터 제어 및 구동기 기술 개요 [대표연구자] 유범재 박사 (실감교류인체감응솔루션연구 단) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술양도, 실시권 허여, 기술지도 등 고속 필드버스 EtherCAT 네트워크, 수십 Slave Node에 대해 1KHz 이상의 분산제어 성능을 지원하는, 좁은 공간에 실장할 수 있는 모듈형 초소형 DC/BLDC 모터 제어 및 구동기 기술의 특장점 100Mbps EtherCAT Slave 모듈 모터 용량 대비 초소형 제어기 모터의 낮은 임피던스 대응 저발열 스위칭 제어모드 변환 시 Bumpless Switching 주요 기능/사양 대상모터 용량 제어모드 제어 Loop Bandwidth 통신 인코더 입출력 특징 크기 DC brush, BLDC (Trapezoidal) 전압 48V(최대 100V), 연속전류 16A, Peak 전류 100A 전류, 속도, 위치 제어 전류 1KHz, 위치 1Hz EtherCAT(100Mbps), CAN(1Mbps), UART Incremental Encoder, Absolute Encoder(SPI 인터페이스) 리미트 센서 2채널, 범용 입출력 10 채널 제어모드 변환시 Bumpless Control, 과전류 및 과전압 차단 50mm * 60mm * 40mm 적용분야 및 시장 IoT Slave 제어 모듈, 원격존재 로 봇, 서비스 로봇, 산업용 로봇, 유압 로봇, 공장자동화 장비 제어기 등 대표 특허 정보 (출원 중) 371 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

373 별첨_ SMK SMK LIST - UI 분야

374 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 마커 장갑의 움직임을 3차원으로 인식하는 카메라 기반 원격조정 장치로 자원 개발 로봇을 구동하는 시스템 기술 개요 [대표연구자] 심현철 허성식 이성기 (한국과학기술원) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 본 기술은 손의 피로감이 덜하면서도 손의 움직임을 파악하는 구성의 비용을 절감시켜 경제 성을 향상시킨 마커 장갑의 움직임을 3차원으로 인식하는 카메라 기반 원격조정 장치로 자 원 개발 로봇을 구동하는 시스템의 제공에 관한 기술 기술의 특장점 효과: 마커 장갑을 끼운 후, 패에 지지된 상태로 움직이므로 손의 피로감이 덜하고, 전 기센서를 이용하는 방식과 달리 전기적 영향 이 없으며, 이를 통하여 구성비용이 절감되고 보다 정밀한 구동이 가능 구성 원격입력부 : 설정포인트에 마커가 구비된 마커장갑 + 마 커의 움직임을 촬영하는 카메라부 원격입력처리부 : 마커의 3차원 위치변화와 대응하는 자 원개발로봇의 관절각도를 계산 무선송신부 : 관절각도계산값 송신 무선수신부 : 관절각도계산값 수신 로봇제어부 : 로봇 관절의 각도제어 적용분야 및 시장 재난,우주, 험지 등 열악한 환경에서의 인 력대체용 기계 및 설비 건설기계가 필요한 모든 종류의 건설현장 기술 및 시장 동향 재난 환경 및 위험한 건설현장 등에서의 열악한 네트워크 상황에 적합한 원격조종 장치에 대한 요구 증가 로봇을 원격 제어하는 간편한 휴먼 인터페이스 를위한요구가 증가하고 있으나, 휴먼 인터페 이스와 로봇간 종속성에 적합한 원격제어 시스 템의 개발이 어려움. 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 마커 장갑의 움직임을 3차원 으로 인식하는 카메라 기반 원격조정 장치로 자원 개발 로봇을 구동하는 시스템 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

375 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 디스플레이-영상센서 간 정합을 위한 장치 및 방법 [대표연구자] 김 준 식 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 시작품 제작 및 성능평가 [기술협력형태] 특허 이전 및 기술/노하우 이전 가능 기술 개요 사용자를 동시에 지향하는 디스플레이 및 카메라 등의 영상 센서간의 위치 관계를 정합하기 위한 외부 장 치의 개발 및 이를 이용한 위치관계 정합 방법 기술의 특장점 Calibration 방법 상기 장치를 수 차례 다른 자세로 옮기면서 디스플레이를 관찰하고 이때 얻 어진 장치의 pose 정보를 통해 카메라형 센서의 intrinsic parameter및 디스 플레이로의 변환을 추정 Calibration을 위한 외부적 장치 카메라형 센서가 디스플레이를 직접 관찰하지 못하므로 디스플레이를 관찰할 수 있는 외부의 카메라와 이에 접합된 평면 패턴을 사용하여 카 메라형 센서는 외부장치의 패턴을, 외부장치의 카메라는 디스플레이면 을 관찰하도록 고안. 대표 특장점 1. 카메라형 센서가 디스플레이를 직접 관찰하지 못하는 경우 직접적인 상호간 calibration이 어려우나 제안된 방법을 통해 상호간 calibration이 가능 2. 디스플레이에 사용자 관찰 및 UI구성을 위한 영상 센서를 물리적으로 정합하여 사용가능. 적용분야 및 시장 평면 디스플레이에서의 User Interface 개발 평면 디스플레이 기반의 몰입형 가상현실 시스템 기술 및 시장 동향 3차원 평면 디스플레이시장이 급격히 증가하고 있음. : 대형/고급형 디스플레이 수요 확대 비접촉 센싱 및 제스쳐 이용 UI 기술 시장 확대 중 : 스마트폰 및 대형 TV에 사용자 관찰/의도입력용 카메라형 센서 장착 보급이 확대중 대표 특허 정보 명칭 국가 등록번호 평면 디스플레이 장치와 영상 센서를 정합하기 위한 장치 및 방법과,그 방법을 이용해 정합 된 평면 디스플레이 장치와 영 상 센서를 구비한 전자 장치 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

376 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 손 동작을 이용한 3차원 객체 조작을 위한 사용자 인터페이스 장치 및 상호작용 기술 [대표연구자] 박 명 수 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] 소재/부품/시스템 시작품 제작 및 성능 평가 [기술협력형태] 실험실 규모 소재/부품/시스템 핵심성능 평가 기술 개요 손동작을 통해 가상 및 현실공간의 3차원 객체와 상호작용할 수 있도록 하는 손에 착용하는 동작인 식 장치 기술 + 사용자의 손 동작을 3차원 객체의 반응에 연동시키는 기술 동작인식 장치 : 다수 IMU 센서를 반지 형태로 착용하고, 센서로부터 얻어지는 정보로부터 고자유도 손 동작을 추출하는 기계학습 알고리즘으로 구성 손 동작을 객체 반응으로 연동시키는 기술 : 물체와의 상호작용을 추정하는 기계학습 알고리즘과, 이 를 손 동작에 연동하여 3차원 객체에 실현하는 즉각반응엔진(instant response engine of 3D objects) 으로 구성 기술의 특장점 반지형 동작인식 장치 인식가능한 동작의 제한이 없고, 장갑 및 외부 뼈대 형태의 착용형 장치에 비해 착용이 용이하 며 3지 이상에 착용하여 11자유도 (자연스러운 손 동작을 취할 수 있는 자유도. 손의 방향, 상 호작용을 위한 손끝의 방향, 접촉점 제어) 이상 의 손 동작을 인식 손동작객체반응연동기술 접촉 시 발생하는 힘 기반 물리엔진을 이용하는 것과 달리, 상호작용 의도에 의한 추정을 매개로 즉각 반응을 연산하여 실행함으로써, 실제 접촉 가능 혹은 가능하지 않은 영역의 3차원 객체에 대해서도 마치 손에 해당 객체를 잡고 조작하는 것과 같은 높은 자유도로 물체를 조작 적용분야 및 시장 3차원 상호작용 인터페이스를 포함하 는 다양한 3차원 가상공간 혹은 증강현 실 응용. (예: 3차원 물체의 동작 기반 설계 응용 소프트웨어) 로봇 조작을 위한 동작기반의 (비전문 가용/비접촉식) 사용자 인터페이스. (예: 간섭에 의한 교시학습) 기술 및 시장 동향 3차원 가상공간을 사용자에게 제시하는 착용형 디스 플레이 장치 (예: Oculus, Hololens)가 등장하여, 3차 원 상에서의 상호작용 기술의 발전을 가속화됨에 따 라 영상/깊이 기반의 동작인식장치(예: Leap Motion, KINECT) 뿐만 아니라 과거의 장갑형 혹은 외부뼈대 형 착용형 동작인식 장치를 대체하기 위한 반지형 장 치들이 등장하여 시장을 형성. (Kickstarter 등의 펀딩 을 통해 다양한 형태로 투자와 성능 개선이 시도) 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 3차원 사용자 인터페이스 구 현시스템및구현방법 KR KR A 375 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

377 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 손을 사용한 확장공간 물체조작 기술 기술 개요 [대표연구자] 박정민 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술양도, 실시권 허여, 기술지도 등 손 동작 입력 장치 기술: 손의 일부 부위에 착용한 IMU 센서 정보를 무선으로 입력받아 손 의 형상을 추정하고 출력하는 기술 물체 조작을 위한 상호작용 모듈 기술: 3D 물체 위에 손 형상에 대응하는 가상 접촉점들을 설정하고, 손 형상 변화에 접촉점의 변화를 연동하여 물체를 조작하는 기술 기술의 특장점 직접/간접 상호작용을 통한 고자유도/ 저피로도 물체 실감 조작이 가능 -접촉가능범위뿐만아니라불가능물 체까지 조작이 가능 주요 기능/사양 센서 및 시스템 사양 손 형상 추출(정) 정 보 및 자유도 손형상구성요소 손 동작 정밀도 손형상추출시간 센서: Data Ring (손 형상 추정용, 착용형), Leap Motion (손목 위치 추정용, 외부설치), 시스템(출력): 3D Display 손가락 각 부위의 기울기 변화 손가락, 손가락 관절, 손바닥, 손목 오차 10.0mm 작동 가능(손가락 끝점 기준) 평균 16ms 이내 최대 손가락 수 3 물체조작 종류 손끝 접촉/비접촉에 의한 2종 조작, 물체의 이동 /회전 /변형 적용분야 및 시장 삼차원 물체 설계 및 변형 조작 서비스 분야, 사용자 맞춤형 3D 제품 출력 서비스 분야 등 주요 특허 국내 특허 출원 (2014) (2014) 376 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

378 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 여러 사용자간 확장공간 공유 및 상호작용 기술 기술 개요 [대표연구자] 박정민 박사 (한국과학기술연구원) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술양도, 실시권 허여, 기술지도 등 여러 사용자들이 장소에 구애받지 않고 확장공간에서 실감나게 상호교류할 수 있는 공간 정 합기술 여러 손가락을 이용하여 자유로운 물리 기반 물체 조작 기술 기술의 특장점 현실 공간에 증강된 상대방의 아바타와 사 회적 접촉을 할 수 있으며, 아바타는 현실 공간의 의자에 앉거나 기댈 수 있는 적응 적 자세를 실시간 생성함. 주요 기능/사양 센서 및 시스템 사양 공간 정합 정밀도 작업공간 상호작용(물체조작) 종류 상호작용 사용자 수 입력: RGB-D 센서, 손 입력 센서, 출력: 다중 평면 디스플레이 시스템 5mm 이내 100 x 100 x 50cm 잡기, 잡아 옮기기, 들기, 치기, 밀기 등 사용자 간(2 人 이상) 물체상호작용 적용분야 및 시장 공존공간 실감조작 가능 분야: AR/VR 기반 게임, 교육 등 주요 특허 국내 특허 출원 (2013) 미국 특허 출원 14/293189(2014) 377 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

379 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 이동식 3D 실내지도 작성 장치 [대표연구자] 도낙주 박사 (고려대학교) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술양도, 실시권 허여, 기술지도 등 기술 개요 실감 3D 지도 작성 장치 : Full HD급 영상과 수 cm급 정확도를 가진 실감 3D 지도 실시간 3D CAD 작성 : 3D 지도 내에서 CAD 부분의 실시간 추출 및 인식 : CAD 인식을 통한 건물 내 CAD 도면 실시간 구축 및 갱신 기술의 특장점 공간및환경제약극복을통한 범용성 확보 배낭형 포터블 시스템을 활용한 손쉬운 지도 작성 이동식 3D 실내지도 작성 장치 3D 지도 예시 주요 기능/사양 센서 및 시스템 사양 모델링 속도 모델링 정확도 데이터 형식 LIDAR-IMU-Vision 결합형 센서 : (LIDAR) 탐지거리 80m, vertical FoV ~ deg., horizontal FoV 360 deg. (Vision) 75% of the full sphere FoV Shoulder-Rig형 H/W 시스템 : 무게 약 9kg 실시간(640x480화질), 수분(HD 화질), 수시간(Full HD화질) Full HD급 영상과 수 cm급 정확도 RGB-D 포인트 클라우드 적용분야 및 시장 3D 실내지도 관련 신 시장 창출 : 포털 등을 통한 3D 지도 기반 건축 유관 분야 에서의 다양한 신규 서비스 창출 : 빌 딩, (조선, 교량 등) 대규모 구조물의 설 계 주요 특허 정보 국내 특허 등록(2건) (2014) (2014) 378 일산 킨텍스 3D RGB-D 지도 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 / [email protected]

380 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 Air Writing (공간화이트보드) 기술 기술 개요 [대표연구자] 유범재 박사 (실감교류인체감응솔루션연구 단) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술양도, 실시권 허여, 기술지도 등 사용자들이 공간상에서 글자, 그림 혹은 정보를 자연스럽게 입력하고, 다른 사용자들과 상호 전달, 공유 및 상호작용할 수 있도록 RGB-D 시각 및 접촉감을 융합한 공간 인터랙션 장치 기술의 특장점 사용자에게 공간상의 특정 위치 및 영역에 서 접촉감을 전달하여, 터치 스크린을 사용 하는 것처럼 삼차원 공간에서 여러 붓 그리 기 등 자유로은 인터랙션 지원 신체 부위나 주변 환경색의 영향 없이 자유 롭게 손동작 및 제스처 인식 가능 주요 기능/사양 센서 및 시스템 사양 동작범위 성공률 및 정밀도 접촉감 생성 반지 기능 출력 RGB-D 카메라, 컴퓨터, 접촉감 생성 반지 100cm x 70cm x 80cm 손끝점 인식률 95% 이상, 3D 위치오차 +/- 3mm 이하, 손끝 부분과 인체/얼굴 부 분분리 반지형, 전후 2 방향 진동, 강약 2단계 접촉감 지원, 블루투스 4.0 무선통신 3D 가상버튼 누르기, 3D 가상 키보드, 공간에 글자쓰기 및 그림그리기, 글자인식 (인식율 95% 이상) 진동모터(200~250Hz) 기반 전후(2방향), 2단계(강약) 접촉감 적용분야 및 시장 3D 가상 객체화의 상호작용 응용 분야(교육, 게임 등) 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 공간 제스처 인식 장치 및 방법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

381 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 공존현실 소프트웨어 프레임워크 기술 개요 [대표연구자] 유범재 박사 (실감교류인체감응솔루션연구 단) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술양도, 실시권 허여, 기술지도 등 대용량 영상, 음성 및 제어 데이터의 다수 사용자 간 실시간 전송 네트워크, 3D 그래픽 렌터 링, 물리 엔진, 신개념 사용자 인터페이스 등을 지원하는, 원격 소통, 공유 및 협업을 위한 소 프트웨어 프레임워크 기술의 특장점 서로 떨어져 있는 원격 사용자들이 3D 영 상과 음성을 서로 소통하고, 가상정보를 함 께 공유하고 조작하며, 4D+ 감각을 상호 동기화하여 전달하고 공유 재사용 가능한 플러그인 방식의 애드온 소 프트웨어 모듈을 기반으로 확장성을 제공 하는 소프트웨어 프레임워크 주요 기능/사양 센서 및 시스템 사양 네트워크 렌더링 접촉감 생성 반지 협업 프레임워크 사용자 인터페이스 Full-HD RGB-D 카메라 모듈, 3D 마이크 어레이, 3D TV 기반 디스플레이 시스템, 헤드폰, 컴퓨터시스템 Full-HD 컬러 및 VGA RGB-D 영상 20 Fps 이상, 음성 20 Fps 이상, 제어 및 기타 데 이터 100 Hz 이상 20만 Mesh 기준 Full-HD Stereoscopic Image 60Hz 이상 렌더링 반지형, 전후 2 방향 진동, 강약 2단계 접촉감 지원, 블루투스 4.0 무선통신 2인 이상 사용자 참여, 실시간 3D 영상 기반 협업 지원, 사용자 손 기반 물리 인터 랙션 지원 Air Writing, 3D 키보드 적용분야 및 시장 3D 실감영상Telepresence, Tele- Collaboration, 3D 화상회 의, 교육 및 게임 분야 주요 연구 실적 국내 특허 출원 (2014) (2014) 380 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

382 별첨_ SMK SMK LIST -HRI 분야

383 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 로봇 제스처 생성장치 및 방법 기술 개요 [대표연구자] 권동수 김재우 정명진 김우현 이원형 서주환 (한국과학기술원) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 본 기술은 로봇 제스처 생성장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 [0001] 상세하게는 적은 수 의 로봇의 동작에 관한 데이터베이스를 이용하여 다양한 상황에서 다양한 감정을 표현하는 제스처 또는 발화가 가능한 로봇제스처 생성장치 및 방법에 관한 것이다. 기술의 특장점 구성 제스처신호 생성부 : 로봇이 발화( 發話 )하는 발화문 장, 상기 발화문장이 표현하는 감정을 정의하는 감정파 라미터 및 발화시간을 입력받고, 상기 발화문장, 상기 감 정파라미터 및 상기 발화시간에 대응하는 제스처 (gesture)신호를 생성 음성신호 생성부 : 상기 발화문장을 입력받아 상기 로봇 이발화하는 음성신호를 생성 동기화모듈 : 제스처신호 및 상기 음성신호를 입력받아 상기 로봇의 발화와 상기 제스처를 동기화 로봇의 제스처 생성방법 1. 발화문장을 제스처신호 생성부 및 음성신호 생성부 에입력 2. 감정 파라미터 및 발화시간이 제스처 신호생성부에 입력 3. 제스처신호 생성 4. 음성신호 감정화 및 동기화 단계 적용분야 및 시장 인간에게 편리함과 친근감을 제공하 는 기능이 요구되는 모든 서비스로봇 적용 분야 기술 및 시장 동향 다관절을 가진 산업용 로봇보다 인간과 밀접한 환경 에서 사용되어 필요한 서비스를 직접 제공할 수 있는 서비스 로봇의 생산이 괄목할 정도로 증가 그러나 로봇에게 사람의 희로애락을 표현하게 하는데 에 어려움이 있어 로봇에서 표현되는 제스처는 반복 적으로 설계되는 한계가 존재 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 로봇 제스처 생성장치 및 방 법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

384 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 사람과 상호작용이 가능한 감정 표현 로봇 기술 개요 [대표연구자] 권동수 지은숙 김종희 (한국과학기술원) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 본 기술은 감정 표현 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 과도한 과장 또는 예기치 않은 엉뚱한 반응을 통해 웃음을 유발하거나 상대방에게 대한 사용자의 평소 감정을 대신 표현할 수 있는 휴대용 로봇에 관한 기술 기술의 특장점 구성 사용자입력부 : 사용자로부터 터치, 음성 입력 을받음 친구등록부 : 로봇간의 고유 ID 송수신, 타로 봇과 의 친구등록 친밀도관리부 : 친구등록부와 사용자등록부 를 연동하여 생성되는 호감, 비호감 반응신호 를저장및학습 데이터관리 친구판단부 : 고유ID 값을 송수신 해당로 봇의 친구여부 판단 반응결정부 : 누적 호감/비호감 데이터를 바 탕으로 반응종류 및 정도 결정 로봇제어부 : 반응정도를 바탕으로 로봇의 반 응 및 시선, 음성표현 로봇을 통해 과도한 과장 또는 엉뚱한 반응을 통하여 사용자와 상대방에게 웃음을 유발하고, 사용자가 상 대방에 대하여 호감 또는 비호감의 반응을 선택하여 표현할 수 있도록 함으로써, 사용자 대신 상대방에게 감 정 상태를 표현 동종로봇을 인식하고 친구등록을 통하여 일정거리 내에 존재 시, 항상 인식하도록 함 적용분야 및 시장 인간에게 편리함과 친근감을 제공하 는 기능이 요구되는 모든 서비스로봇 적용 분야 기술 및 시장 동향 웃음이 인체에 미치는 유익한 영향력에 관련하 여 사람에게 즐거움을 주는 것을 목적으로 하는 엔터테인먼트 로봇들이 개발됨 그러나 주로 관심사를 사람에게 제공하는 것이 목적으로, 적극적인 웃음유발 및 스트레스 해소 의 역할에는 제약이 있음 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 사람과 상호작용이 가능한 감정 표현 로봇 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

385 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 감정정보를 미디어 파일에 인코딩하는 방법, 감정정보의 디코딩 방법, 이를 이용한 감정정보가 인코딩된 미디어 파일의 검색방법 및 그 기록매체 기술 개요 [대표연구자] 김 승 찬 박사 (한국과학기술원) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 본 기술은 이미지 또는 사운드와 같은 미디어 정보에 감정정보를 정량적으로 인코딩 및 디코딩하는 방법으로서, 미디어파일의 형식을 변경하지 않으면서 사용자가 인지할 수 없을 정도의 수준으로 미 디어 데이터를 변경하는 방식으로 수행되는 감정정보를 미디어 파일에 인코딩하는 방법, 감정정보 의 디코딩 방법 및 이를 이용한 감정정보가 인코딩된 미디어 파일 검색방법 기술의 특장점 감정정보를 미디어에 인코딩함으로서, 감정상태에 따른 미디어파일(사진, 오디오 등)의 분류 감정정보의 인코딩 및 디코딩 방법을 이용한 검색방법을 활용한 감성정보가 인코딩 된 미디어 파일의 검색 가능 구 성 1. 소정 입력수단이 복수의 감정정보 중 선택된 감정정보를 소정 포 맷의 이진수화 된 감정정보 파일로 입력 받는 단계 2. 인코딩 수단이 소정의 미디어 파일이 갖는 미디어 헤더 데이터와 미디어 데이터 중 미디어 데이터를 분리하는 단계 3. 인코딩 수단이 이진수화된 감정정보 파일을 분리된 미디어 데이 터의 일부 최하위 비트와 비교하여 미디어 데이터의 각 데이터값 을 동일하게 유지하거나 각 데이터값에 소정 값의 덧셈 연산 및 데이터값의 뺄셈 연산 중 어느 하나의 연산을 수행함으로써 미디 어 데이터를 변경하는 단계 4. 변경된 미디어 데이터와 미디어 헤더 데이터를 결합하여 미디어 파일과 동일 포맷을 가지는 변경된 미디어 파일을 생성하는 단계 적용분야 및 시장 이미지에서 감성정보를 뽑아내는 연구분야 사람의 감정적용이 필요한 로봇종류 미디이파일에 대한 인코딩/디코딩방법을 사 용한 검색분야 기술 및 시장 동향 산업 전분야에 걸친 로봇 사용의 증가에 따라, 사용자에게 전달되는 로봇의 감정 도 중요한 이슈가 될 수 있음 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 감정정보를 미디어 파일에 인코딩하는 방법, 감정정보의 디코딩 방법, 이를 이용한 감정정보가 인코딩된 미디어 파일의 검색방법 및 그 기록매 체 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

386 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 퍼지 적분을 이용한 로봇의 복합 표정 생성 시스템 [대표연구자] 김종환 교수 (한국과학기술원) [연구개발단계] 시작품 제작 및 성능 평가 [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 기술 개요 퍼지 이론(fuzzy logic)을 이용하여 사람 표정의 비선형적인 특성과 사람 감정들간의 복잡한 관계를 고려한 표정 생성 알고리즘 감정간의 복잡한 관계를 퍼지 척도 (fuzzy measure)로 반영, 로봇의 현재 감정 상태를 부분 계산 (partial evaluation)을 통해 반영, 이들을 쇼케이 적분 (Choquet integral)으로 조합하 여 단일 표정 뿐만 아니라 2개의 감정이 섞인 복합 표정도 구현 기술의 특장점 로봇의 표정생성에 퍼지 이론 적용 퍼지 이론은 불분명함에 기반한 이론으로 마치 사람의 감정들 사이에 명확한 경계선이 없는 것과 유사함. Ekman의 기본 감정에 기반하여 로봇의 감정상태를 부분 계산을 통해 정량적으로 평가하고 감정 간의 복잡한 관계를 퍼지 척도를 이용하여 측정하여 2개의 복합적인 감정이 담긴 얼굴 표정을 생 성 단일 감정의 얼굴 표정 복합 감정의 얼굴 표정 적용분야 및 시장 Human robot interaction Robot behavior generation Robot emotional expression 동영상 및 뉴스 자료 얼굴 로봇의 기본 표정 생성 동영상 IEEE International Conference erence?action=attachfile&do=get&target=pa per_0296.pdf 385 기술 및 시장 동향 로봇의 시장 및 활용성의 확대 로봇시장은 빠르게 성장하여 2020년에 194 억 달러로 규모로 예상 (미국 M&M 사) 자폐증 치료에 Nao robot을 활용 (미국) 쌍둥이 로봇을 기상 캐스터로 활용 (일본) 감정 교류를 위한 로봇 출시 일본 Softbank사에서는 Pepper라는 감정 표 현 로봇을 2014년도부터 판매 시작 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 출원일자 퍼지 적분을 이용한 로봇의 복합 표정 생성 시스템 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 / [email protected] 3

387 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 물리적 매개체를 이용한 인터랙티브 음성 통신 장난감 [대표연구자] 남 택 진 박사 (한국과학기술원) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 기술 개요 낮은 연령의 사용자가 다른 사용자와 공간적으로 떨어진 상태에서 연결을 맺을 시, 가상의 공간을 이용하지 않고 실재화 된 네트워크를 이용해 사용이 용이하도록 한 장난감 사용자의 음성 전달을 보완해주기 위하여 3차원 물건형태를 변형시킴으로써 물리적인 감정표정 (physical emoticon)을 동시전달, 음성메시지가 지속적/상호방향의 대화로 유지될 수 있음 기술의 특장점 구 성 1. 메인 전원부 : 소정 형상의 몸체를 가지고 인터넷 상의 서버와 접속이 가능한 음성 통신 장난감은 몸체의 후면에 설치되어 메인 전원을 온/오프 2. 전송부 : 메인 전원이 최초로 온 되면 장난감에 부여된 시리 얼 넘버를 서버로 전송 3. 음성 출력부 : 몸체의 전면에 설치되어 서버에서 전송된 음성 메시지를 출력 인터넷 사용의 권한 제한이 많은 유아가 일반 장난감을 갖고 노는 행동만으로도 다른 친구와 연락을 주 고 받을 수 있도록 하며, 실재하는 물체를 매개체로 이용하여 다른 사용자와 네트워크 연결이 가능 물리적인 매개체를 이용해 네트워크를 구성하는 방식로 유아가 인터넷의 유해정보를 접하는 것을 보호 장난감 기기의 표정을 만듦으로써, 감정과 의견을 동시에 표현하는 능력을 기를 수 있고 서버의 알고리즘 에 따라 다른 사용자들과 함께 공통 주제를 던져줌으로써, 타인의 관점과 지식 학습가능 적용분야 및 시장 유아들이 가정에서 가지고 놀 수 있는 로봇형태를 포함하는 모든 종류의 장 난감 기술 및 시장 동향 일반적으로 가정에서 이용되는 로봇형태의 장난감은 동작의 한계, 일방적인 동작으로 인하여 흥미유발의 요소에 한계를 갖음 따라서 웹이라는 가상공간을 활용하되, 낮 은 연령대의 사용자에 적합한 쌍방향적인 특징에 대한 필요성이 부각됨 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 로봇의 감정표현장치 및 방법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

388 TECHNOLOGY BRIEF 기술소개서 로봇의 감정표현장치 및 방법 [대표연구자] 양 현 승 박사 (한국과학기술원) [연구개발단계] [기술협력형태] 기술 및 노하우 이전/정부과제/산학협력 기술 개요 본 기술은 퍼스널 로봇과 사람의 상호작용을 위해 로봇의 감정을 얼굴과 몸체로 표현하도록 하는 장치 및 방법으로서, 로봇의 얼굴을 LCD모니터로 구성하고, 로봇의 감정을 이 LCD모니터에 표시되 는 얼굴표정을 통해 표현하는 한편, 로봇의 감정을 로봇의 몸체 또는 양팔의 동장을 통해 표현하는 장치 및 방법을 제공한다. 기술의 특장점 구 성 1. 감정표현행위관리부 : 로봇이 표현해야 할 감정이 입력되는 수단과, 상기 로봇이 표현해야 할 감정의 표현 행위를 선택 2. 얼굴표정생성기 : 상기 감정표현행위관리부의 제어를 받아 상기 로봇이 표현해야 할 감정에 해당하는 얼굴 표정의 그래픽을 생성 3. LCD구동부 : 상기 얼굴표정 그래픽을 상기 로봇에 장착된 LCD화면에 표시 4. 동작생성기 : 상기 감정표현행위관리부의 제어를 받아 상기 로봇이 표현해야 할 감정에 해당하는 동작생성 5. 로봇구동수단 : 상기 동작을 상기 로봇의 몸체 및/또는 팔에 적용 적용분야 및 시장 사람의 감정적용이 필요한 모든 종류의 개인서비스 및 전문서비스 로봇분야 기술 및 시장 동향 현재까지 개발된 로봇의 감정표현에 대한 연구는 사람의 얼굴을 본뜬 기계적 얼굴로 표현하고자 하였으나 고가의 가격, 안정성 과 신뢰성의 부재, 거부감, 자연스러움이 떨 어지는 등의 문제점이 있어 로봇의 감정을 표현하는 분야에 대한 연구필요 대표 특허 정보 명칭 국가 출원번호 로봇의 감정표현장치 및 방법 KR 문의 : 특허법인 TNI 이영석 이사 /

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기사전기산업_41-56

기사전기산업_41-56 2014.01.24 10:31 PM 페이지44 (주)씨엠와이피앤피 Energy News & Information 정부 공기업 지자체 부문 건물에너지 관리시스템(BEMS) 최대 30% 에너지 절감 국가 총에너지 사용량의 21%를 사용하는 건물부문에 건설기술(CT) 정보통신기술(IT) 에너지기술(ET)을 융합한 건물에너지 관리시스템(BEMS: