H E A L T H   C A R E

기술 개발 배경 

전 세계적으로 당뇨 환자가 증가하고 있는 추세에서 당뇨를 측정하고 관리하기 위해 체계적인 혈당 측정기가 필요합니다. 기존에 사용하고 있는 연속혈당측정기는 높은 가격과 낮은 정확도, 채혈의 고통, 이력 관리의 불편함 등으로 인해 당뇨 환자들의 측정과 관리가 잘 이루어지지 않고 있어 혈당 측정 및 관리 시스템의 새로운 기술 도입이 필요합니다.

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NIR 분광법 

NIR(근적외선)은 가시광선과 중적외선 사이에 존재하는 800~2500nm 영역의 빛입니다. 피부에 빛(근적외선)을 조사하면 근적외선광이 표피와 진피를 투과한 후 일부 신호는 통과하고 일부 신호는 반사됩니다. 우리는 손가락 끝에 있는 모세혈관에 빛을 조사하여 반사되는 신호의 파장을 확산 반사로 검출하여 유기화합물의 정량 분석방법을 사용해 혈액 내 혈당 수준을 측정합니다.

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데이터 분석기법

데이터 분석의 방법은 검량식을 삽입할 때 사용하는 방법입니다. 혈당 데이터를 수집한 후, 비침습으로 측정한 특정 파장 대역의 신호와 이 신호가 대응되는 혈당을 표로 구성합니다. 표가 구성되면 특정한 통계처리 프로그램을 사용하여 부분 최소 제곱(PLSR) 회귀 곡선을 통해서 검량식을 추출하는데, 이때 혈당은 정상과 비정상 혈당 수치를 가진 사람 모두를 대상으로 하며, 통계 처리 프로그램을 사용하여 계산합니다. 검량식은 검량식 추출 과정에서 비침습으로 측정한 신호와 실제 측정한 혈당과의 상관관계가 0.9 이상으로 높을 때를 기준으로 하여 사용하는데, 이렇게 높은 상관관계는 곧 신뢰성이 높다는 의미이며 이러한 Plot을 통계처리 프로그램을 통해서 확인할 수 있습니다.

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플랫폼

우리는 혈당 측정 및 관리 시스템 제공과 더불어 AI, 빅데이터를 활용한 데이터 분석 및 가공을 적용하여 당뇨 환자들이 편리하게 사용할 수 있는 플랫폼을 구축해 나갈 것입니다. 혈당 측정기로 측정한 당뇨 환자의 생체 정보를 획득하여 인공지능 분석을 통해 당뇨 추세를 예측할 것입니다. 유전자 분석 정보와 당뇨 측정 데이터 결합을 통해 맞춤형 서비스를 제공하여 글로벌 당뇨 관리 플랫폼으로 성장해 나갈 것입니다.

A T M O S P H E R I C

기술 개발 배경

최근 전 세계적으로 대기 오염 문제의 심각성이 중요시되고 있으며, 우리나라의 경우 글로벌 대기오염 조사기관인 에어비주얼이 출간한 '2019 세계 대기질 보고서'에서 OECD 국가 중 초미세먼지 오염 농도가 1위라는 결과가 보고되었습니다. 전국에 약 600여개의 고정형 측정기가 설치/운영 중에 있으나 포집 방식으로 측정에서 데이터 산출까지 평균 80분이 소요되어 실시간 정보를 제공받기 어렵습니다. 따라서 실시간으로 미세먼지, 유해가스, 악취 등의 대기질 데이터를 측정 및 분석하여 시각화할 수 있는 실시간 대기질 정보 안내 시스템이 필요합니다.

A T M O S P H E R I C

대기 측정 및 분석 기술

전기화학식 센서를 이용한 대기 측정기를 드론에 장착하여 상공 데이터를 실시간으로 측정합니다. LTE를 통해 실시간 데이터를 전송받아 데이터베이스에 저장한 후, 측정 데이터의 정확도 향상을 위한 분석 알고리즘과 복합악취 산출을 위한 복합악취 산출 알고리즘을 적용합니다. 알고리즘을 적용한 데이터를 애플리케이션, 웹 서비스 등에서 실시간으로 확인할 수 있게 시각화하여 제공합니다.

S O I L

기술 개발 배경

토양은 육상생태계에 있어 가장 많은 탄소를 저장하고 있습니다. 대기 중 CO2를 토양 탄소로 전환하여 토양 내에 저장하는 역할을 하기 때문에 토양 유기탄소 배출관리는 기후변화에 있어서 중요한 문제로 대두되고 있습니다. 하지만 토지 이용의 변화와 무분별한 관리로 인해 토양 내에 저장되어 있는 토양 탄소 배출이 지속적으로 증가하고 있습니다. 또한 농업 분야에서 토양의 유기탄소 함유량 및 수분은 토양에서 식물 생장에 어떤 영향을 주는지 간접적으로 확인할 수 있는 방법으로, 식물의 영양과 식물 뿌리의 성장을 위해 중요한 요소입니다. 이로 인해 토양의 유기탄소량와 수분함량을 측정 및 분석하고 수치적으로 표현할 수 있는 새로운 기술 도입이 필요합니다.

S O I L

토양 측정 및 분석 기술

토양 전기 저항 측정법(2극)을 이용해 유기탄소량을 측정하게 되면 수분의 영향으로 토양의 총 저항이 포함되어 측정값에 오류가 발생하게 됩니다. 우리는 Wenner가 제시한 4가지 탐침(4극)을 사용해 토양과 탐침 사이의 접촉 저항을 같이 측정하여 보다 정확하게 데이터를 측정합니다. 측정한 데이터에서 토양 산도/수분/전도도를 이용하여 토양의 복합적인 인자를 통해 유기 탄소를 확인할 수 있는데, 각 센서에 대한 데이터를 다변량 분석을 통해 유기 탄소량을 확인할 수 있습니다.

N A T I O N A L   D E F E N C E

기술 개발 배경

우리나라 군사분계선에는 총 200만발 정도의 지뢰가 매설된 것으로 추정되고 있습니다. 우리나라는 매년 4.4억의 예산을 투입해 연간 10~20만㎡ 면적의 지뢰 약 500발을 제거 중에 있으며, 현재 추세라면 지뢰 제거에 약 400년 이상이 소요될 것으로 예상됩니다. 2017년 지뢰금지국제운동 한국지부에서 제공한 전국 민간인 지뢰사고 피해자는 총 781~981명으로 추정되는데, 여전히 사람이 직접 지뢰 탐지를 수행하고 있습니다. 따라서 지뢰 및 불발탄으로 인한 인명 피해를 최소화하고 지뢰 탐지에 소요되는 비용 및 시간 절감을 위해 새로운 기술 도입이 필요합니다.

N A T I O N A L   D E F E N C E

OPEN PATH

Si-O, C-O, S=O, P-O 과 같은 대부분의 분자 종의 주요 진동 모드는 적외선(IR)의 중간에 위치합니다. 지뢰나 잔류폭발물에 포함되어있는 톨루엔(TNT)은 폭발하면 질소(N2), 수증기(H2O), 일산화탄소(CO), 탄소(C)로 분해되며, 디니트로톨루엔(DNT)의 경우 분자들을 쉽게 공기 중으로 방출하는 경향이 있어 톨루엔보다 검출하기 쉽습니다.

적외선 개방 경로 가스 감지기(Infrared Open-Path Gas Detector)는 적외선 광선을 방출하여 빔의 경로를 따라 어디에서나 가스를 감지합니다. 우리는 이러한 특징을 이용하여 지뢰나 잔류폭발물에서 방출되는 분자들을 검출해 화약 가스를 탐지합니다.

N A T I O N A L   D E F E N C E

데이터  분석

지뢰에서 발생하는 가스의 기초 데이터를 수집하여 데이터베이스를 구축한 후, 다변량 분석 기법을 활용하여 데이터를 분석합니다. 우리는 계량 분석화학으로 톨루엔(TNT) 데이터만 추출할 수 있는 화약류 관련 가스 탐지 및 분석 알고리즘을 개발하였습니다. 개발한 알고리즘을 통해 거리별, 고도별로 고도화를 진행하고, 추출된 데이터를 가지고 예측한 분자 구조로 탐지 거리별, 가스 종류별 적외선 파장 변화를 분석하여 알고리즘을 최적화합니다.