세종대 반도체시스템공학과 김희동 교수 연구팀, Advanced Functional Materials 저널에 논문 게재

[월드투데이 김세화 기자]  세종대학교(총장 엄종화) 반도체시스템공학과 김희동 교수 연구팀이 재료과학 분야 세계적 권위지 ‘Advanced Functional Materials’에 연구 논문을 게재했다.

이번 연구에는 김희동 교수 지도를 받은 황찬민 석사과정생이 제1저자로, 장유성 석사과정생과 채명수 동경대 박사과정생이 공동 저자로 참여했다. 논문이 실린 ‘Advanced Functional Materials’는 Wiley에서 발행하는 SCI급 국제 학술지로, 피인용지수(IF) 19.0, JCR 상위 4.5%에 해당하는 재료과학 분야 최상위권 저널이다.

논문 제목은 'Temperature-Modulated Threshold Response in a Volatile Memristor: Toward a Biomimetic Polymodal Nociceptive System'으로,  연구팀은 온도 변화에 따라 반응 임계값이 조정되는 ‘휘발성 멤리스터’ 기술을 구현해 인간의 통각 수용체(Nociceptor)를 모방한 다중 감각 시스템을 제안했다.

생체 통각 시스템은 온도가 변하면 기계적 자극에 대한 민감도도 함께 달라진다. 예를 들어 염증이나 열 자극이 있을 때 동일한 압력에도 더 예민하게 반응하는 것처럼, 연구팀은 이러한 생물학적 메커니즘을 전자 소자로 구현하기 위해 온도에 따라 스위칭 임계값이 동적으로 변하는 멤리스터 구조를 설계하고 그 원리를 규명했다.

기존 인공 감각 기술은 한 종류의 자극만 감지하거나, 복합 자극을 처리하기 위해 복잡한 센서·회로 구성이 필요했다. 그러나 이번 연구는 온도 변화가 멤리스터의 반응 기준점(임계값)을 유기적으로 조절한다는 특성을 활용해, 인체 피부처럼 여러 자극을 동시에 감지하고 처리하는 ‘다중 감각 생체 모방 통각 시스템’을 구현하는 데 성공했다.

이 기술은 향후 뉴로모픽 반도체, 위험 인지형 전자 피부(e-skin), 지능형 휴머노이드 로봇, 웨어러블 헬스케어 기기 등 다양한 미래 산업 분야에서 활용될 수 있는 핵심 기반 기술로 평가된다.

김희동 교수는 “이번 연구를 바탕으로 실제 산업 현장에서 활용 가능한 응용 기술 개발로 이어지길 기대한다”고 밝혔다.