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다차원 후각지능 데이터 생성 시스템 기술

전수책임자
안창근
참여자
김도현, 김승환, 노형욱, 박흰돌, 안창근, 장용원, 정광효, 정봉진, 최재훈
기술이전수
2
이전연도
2022
협약과제
22HR3800, Sub-ppb급 가스성분 감지를 위한 후각지능 기술 개발, 김승환
다차원 후각지능 데이터 생성 시스템 기술은 물리적·화학적으로 서로 상이한 감지방식과 감지특성을 가짐으로써 다변화된 데이터 양상을 가지는 가스 센서들의 조합으로부터 구성된 시스템을 기반으로 냄새 데이터를 정량화 및 디지털화하여 획득하는 기술임
- 냄새 기반의 감지기술은 호흡기 가스로 폐암 및 코로나 바이러스 감염여부 등을 판단하고, 탐지견 대신에 마약이나 폭박물과 같은 위험물 검출에 적용하는 등 그 응용범위는 광범위함
- 고감도 및 고선택성을 갖는 센서를 개발하는 것에 한계를 극복하기 위한 전자코 기술도 몇개의 센서어레이 패턴 기반의 식별이기 때문에, 데이터 정보량의 한계로 고선택성 고감도 감지가 매우 어려운 실정임
- 이미지 기반의 딥러닝을 통한 객체인식 기술 발전과 더불어 후각정보의 딥러닝 접목 및 이를 위한 후각정보의 빅데이터 구축이 매우 절실함
- 후각지능이란 물리적·화학적으로 서로 상이한 감지방식과 감지특성을 가짐으로써 다변화된 데이터 양상을 가지는 가스 센서들의 조합으로부터 수집되는 다차원 특성 데이터를 AI 기반으로 분석하여 선택적으로 정밀한 가스 성분 감지가 가능한 기술을 의미함
- 이에 본 연구실에서는 후각지능을 구축하기 위한 다차원 멀티모달 후각지능 데이터 생성 시스템 기술기술 및 시스템을 개발하였음
- 본 연구실에서 개발한 다차원 후각지능 데이터 생성 시스템 기술을 산업체에 이전함으로써 미래 먹거리인 후각지능에 대한 빅데이터를 구축하여 딥러닝 엔진 개발을 도움으로써 국제 경쟁력을 높이고자 함
- 본 기술은 60여개의 다종 센서들을 통해 환경가스 및 타겟가스의 센싱 데이터를 다양한 조건에서 실시간 측정하여 획득하는 기술임
- 가상센싱 기법을 통해 실제 탑재된 센서보다 훨씬 더 많은 센서를 탑재한 효과를 가질 수 있도록 제어하는 기능이 있으며, 온도 및 유량의 변화, 혼합비의 변화 등을 제어하여 주입가스(환경가스 혹은 타겟가스)의 환경변수 의존성에 따른 다변화된 데이터 획득이 가능함
- 각 센서마다 분리된 반응챔버가 존재하며, 모든 센서에 가스가 균등하게 분배될 수 있도록 유체흐름 제어 설계가 되어 있으며, 또한 각 센서마다 통신 기능을 포함한 센서 제어 모듈을 탑재하고 있음
- 냄새에 대한 다양한 조건에서의 딥러닝 학습용 빅 데이터를 획득할 수 있는 다차원 후각지능 데이터를 획득할 수 있는 점이 주된 기술적 특징임
A. 기술명 : 다차원 후각지능 데이터 생성 시스템 기술
- 다차원 후각지능 데이터 생성 시스템 기구물 제작
?시스템 기구물 하드웨어 설계 기술
?시스템 기구물 성능 평가 및 분석 결과
- 후각지능 데이터 생성 시스템 제어 소프트웨어
?랩뷰 기반의 후각지능 제어 프로그램
?시스템 제어 프로그램 사용자 매뉴얼
- 스마트 딥노즈 캐리시스템 기구물 제작
?스마트 딥노즈 캐리시스템 기구물 하드웨어 설계 기술
?스마트 딥노즈 캐리시스템 기구물 제어 프로그램 및 사용자 매뉴얼
A. 기술명 : 다차원 후각지능 데이터 생성 시스템 기술
- 다차원 후각지능 데이터 생성 시스템 기구물 제작
?기술문서(설계 도면, 분석 결과서)
?측정 데이터
- 후각지능 데이터 생성 시스템 제어 소프트웨어
?기술문서(사용자 매뉴얼)
?소스코드(랩뷰)
- 스마트 딥노즈 캐리시스템 기구물 제작
?기술문서(사용자 매뉴얼, 기능 설명서)
- (적용분야) 호기가스 기반 질병 조기 스크리닝, 공항 특송화물 전수검사, 생화학물질 공격 신속 감지 및 알림, 다종 유해 환경물질 감지 및 알림 등 다양한 산업분야 서비스 분야에 냄새 데이터를 제공하는 툴로 활용
- (기대효과) 단순 성분 분석 센서가 아닌 복합성분 분석을 통한 서비스 질을 혁신적으로 높이는 세계 최고 멀티모달 후각지능 데이터 생성 기술 확보 및 본 기술 기반으로 의료, 국방, 환경, 안전에 신속 대응함으로써 건강비용, 재난/ 재해 대응 비용, 마약관리 비용 절감 기대