[POSTECH·미국 NEU 공동연구팀, 광(光) 손실 메타 격자를 활용한 빛 전송 성공] ‘빛’은 아주 민감하고 취약하다. 물질의 특성에 따라 빛이 표면에서 흡수되거나 튕겨져 나올 수 있고, 열에너지 등 다른 에너지로 전환될 수도 있다. 또, 빛이 금속 표면에 도달하면 금속 내부의 전자에게 에너지를 빼앗기는데, 이러한 모든 현상을 ‘광(光) 손실’이라고 한다. 빛을 이용하는 광학소자는 크기가 작아질수록 광 손실이 증가하기 때문에 초소형 광학소자를 만드는 데 어려움이 있다. 그런데, 최근 이 광 손실을 오히려 역으로 이용하는 ‘비(非)허미션(Hermitian)’ 이론이 광학 연구에 적용되고 있다. 광 손실을 불완전한 요소...

[노준석 교수팀, 반도체 공정 이용하여 지름 1cm 메타렌즈 대량 생산 성공] 휴대폰의 ‘카툭튀’를 없애거나 만화 드래곤볼에 나오는 ‘스카우터’와 같은 가상현실 기기를 만들 수 있는 광학소자가 있을까? 2019년 세계경제포럼(다보스포럼)에서 선정한 10대 미래 기술 중 하나인 ‘메타렌즈’가 그 역할을 할 수 있다. 메타렌즈는 나노구조체의 배열로 이루어진, 매우 얇고 가벼운 평면 광학 소자로 최근 세계적인 학술지 ‘네이처 포토닉스(Nature Photonics)’에 특집호로 구성될 만큼 많은 주목을 받고 있다. 하지만 메타렌즈를 생산하기 위해서는 매우 정밀한 기술이 필요하고, 비용적인 측면에서도 부담이 커 상용화에 어려...

[POSTECH·가톨릭대학교 은평성모병원 공동연구팀, 당뇨 치료제 및 합병증 연구를 위한 다중 장기 칩 개발] 당뇨는 말 그대로 ‘소변에 포도당이 많이 배출되는 질환’으로 췌장에서 분비되는 혈당 조절 호르몬 ‘인슐린’의 이상으로 발생한다. 당뇨는 그 자체로도 위험하지만 다양한 합병증을 유발하기 때문에 더 무서운 질병이다. 당뇨는 크게 1형 당뇨와 2형 당뇨로 나눌 수 있다. 1형 당뇨는 인슐린을 분비하는 세포에 이상이 생겨 인슐린이 분비되지 않는 상태이며, 2형 당뇨는 식습관, 운동 부족 등 잘못된 생활 습관으로 인해 인슐린의 분비가 감소하는 상태이다. 대한당뇨병연합에 의하면 2021년 기준 국내 당뇨병 인구는 약 470만 명이며, 이 중 9...

기계공학과에서는 이번 2023년 새학기를 맞이하여 교수님과 학부생 그리고 기계공학과 전공을 희망하는 무은재학부생을 대상으로 하는 폭.짜 (폭풍의 언덕 짜장면) 행사를 진행하였다. 참석교수님은 유동현주임교수님, 정완균교수님, 황운봉교수님, 임근배교수님, 김기현교수님, 이승철교수님, 이안나교수님, 안지환교 수님, 김상국교수님 총9분이 참석해주셨고, 학부생은 36명이 자리를 함께 해주었다. 비대면 학기가 끝나고 대면으로 전환되어 교수님과 학부생들이 점심식사를 통해 진로와 고민상담 등 다양한 이야기 꽃이 피었다. 학과 전통행사인 폭.짜에 참석하지 못한 학부생들의 아쉬움을 뒤로 하고 행사는 마무리 되었다.       ...

[노준석 교수팀, 메타홀로그램 세계 최대 정보량 구현] [단일 메타표면에서 다색 홀로그램 최대 9개까지, 단색 홀로그램 최대 18개 이미지 인코딩 성공] ‘역설계’란 데이터 학습을 통해 기존에 존재하지 않던 물질이나 방법을 찾을 수 있도록 설계를 새롭게 디자인하는 것이다. 최근 공개된 Chat GPT(챗 지피티)는 인공지능을 통해 방대한 양의 데이터를 수집하고 학습하여 사용자에게 필요한 정보를 도출하여 제공해준다. 이러한 인공지능을 활용한다면 사람의 계산으로 풀 수 없었던 한계점들을 풀어낼 수 있지 않을까? 기계공학과 · 화학공학과 노준석 교수 · 인공지능대학원 트레본 배드로(Trevon Badloe) 박사 · 기계공학과 통합...

[동축 세포 프린팅 기반 인간 사구체 모델 개발]   신장은 체내 대사 과정에서 생긴 노폐물 등 생체에 유독하고 불필요한 물질을 소변으로 배설함으로써 우리 몸의 항상성을 유지하는 기관이다. 하지만, 약물에 대한 독성을 가장 먼저 일으키는 기관이기도 한데, POSTECH 연구팀이 약물 반응을 미리 관찰할 수 있는 ‘인공신장’을 개발했다. 기계공학과 조동우 교수·장진아 교수 연구팀이 단일화된 가공 기법으로 사구체 혈관세포와 지족세포 층과 사구체기적막 층 등을 포함하는 사구체 미세혈관 칩을 제작했다. 이번 연구 성과는 세계적 권위를 가진 학술지, ‘바이오패브리케이션(Biofabrication)’에 게재됐다. 네프론은 신장...

[광학 경계면에서 일어나는 ‘광스핀홀 효과에 대한 총정리’ 국제학술지에 보고]   ‘빛’은 우리가 물체를 인식하게 할 수 있게 하는 존재이며, 빛을 정교하게 다루는 기술들은 디스플레이 산업을 비롯해 다양한 분야에서 활발하게 이루어지고 있다. 그중에서도 물체의 경계면에서 빛의 거동을 해석하는 분야는 미래 다양한 광학 응용소자를 개발하는 데 필수적이다. 최근 기계공학과·화학공학과 노준석 교수 연구팀이 경계면 반사 조건에 따른 광스핀홀 효과에 대한 총평논문을 광학 분야 국제 저널인 ‘레이저 앤 포토닉스 리뷰(Laser and Photonics Reviews)’에 보고했다. 광스핀홀 효과는 빛이 경계면에서 굴...

[빛의 속도로 연산: 광학적 계산과 신경망을 위한 메타물질 개발]   대화형 인공 지능 서비스 Chat GPT(챗 지피티)의 공개로 인공지능에 대한 세계의 관심이 뜨겁다. 이런 AI 열풍에 순풍이 불었다. POSTECH 연구팀이 빛의 속도로 계산을 수행할 수 있도록 하는 메타물질 기반의 광학 컴퓨터의 가능성을 확인했다. 기계공학과·화학공학과 노준석 교수· 인공지능대학원 트레본 베드로(Trevon Badloe) 박사·기계공학과 석박사통합과정 이석호 씨 연구팀이 메타물질을 이용해 미분·적분과 같은 기본 연산의 광학적, 물리적 구현을 소개하고, 메타물질을 이용한 인공 신경망을 확인했다. 이번 연구성과는 광학분야 권위지 ‘어드밴스...

[김철홍 교수팀, 지난 4년간의 혁신적인 광음향 조영제 연구 소개] 전자전기공학과‧IT융합공학과‧기계공학과 김철홍 교수 연구팀이 광음향 영상 조영제에 대한 지난 4년간의 혁신적인 연구를 총정리했다. 이 연구 결과는 권위지 중 하나인 ‘케미컬 리뷰(Chemical Reviews)’에 게재됐다.   수십 년 동안 광음향 영상은 생체 의학 영상 기술로서의 잠재력을 발견하기 위해 연구됐다. 하지만, 발전된 광학 콘트라스트·초음파 시공간 해상도에도 불구하고 광음향 영상은 낮은 신호 대 잡음 비(Signal to Noise Ratio, SNR), 강한 광 감쇠로 인한 이미지 콘트라스트 감소와 조직 내 깊은 곳에서 공간 해상도의 하한선과 같은 물리적 ...

[자외선에서 가시광까지 작동하는 다기능 소용돌이 빔 생성 및 감지가 가능한 편광판 개발] 최근 4차 산업혁명 시대에 접어들면서 폭증하는 데이터 통신량을 효과적으로 대응하기 위해 경제적인 초고속 광신호 전송용 초소형 광통신 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 소용돌이 빔은 빛이 진행하면서 이동축을 중심으로 소용돌이 형태의 모양을 갖는 빛을 일컫는데, 같은 주파수에서도 더 많은 정보를 저장할 수 있어 5G를 넘어서 6G 기술 등의 초고용량 광통신 기술 개발에 활용되고 있다. POSTECH 연구팀이 메타표면을 이용해 모든 빛에 작동하는 소용돌이 빔을 개발했다. 기계공학과·화학공학과 노준석 교수·기계공학과 석박사통합과정 김주훈 씨 연구팀이 자외선부터 가시광선 영역까지 광대...

[2022 KHNP 원전 작업로봇 시뮬레이션 경진대회 최우수상 수상] 한국수력원자력(사장 황주호, 이하 한수원)이 2022년 10월 17일부터 12월 16일까지 ‘제2회 KHNP 원전 작업로봇 시뮬레이션 경진대회’를 개최하였다. 최종 심사를 통해 우리 대학 기계공학과 학부생들이 한국수력원자력(한수원)이 주최한 AI 알고리즘 경진대회에서 최우수상을 수상했다. 시상식은 지난 2023년 2월 2일 ‘제2회 원전 작업로봇 AI 알고리즘 경진대회 시상식’을 개최했다.     기계공학과 21학번 박건태, 김우진 학생들은 학과에서 배운 지식을 활용하여 창의적인 아이디어를 도출하여 산업...

[하이브리드 멤브레인 프린팅 기술 이용해 망막색소상피 모델 개발 및 흡연 영향 분석]   흡연이 인체와 눈 건강에 해롭다는 것은 잘 알려진 사실이다. 통계적으로도 흡연자들에게 안구질환 발생 비율이 높다. 하지만 그 인과관계에 대해 명확히 밝혀진 바가 없는데, 최근 POSTECH(포항공과대학교, 총장 김무환) 연구팀이 ‘인공 눈’을 개발해 흡연이 안구에 미치는 영향을 실험으로 확인했다. 기계공학과 조동우 교수·장진아 교수·김종민 박사·통합과정 공정식 씨로 이뤄진 연구팀에서 두 가지의 얇은 막 형태의 안구 세포와 구조체를 하이브리드 멤브레인 프린팅 기술로 프린팅해 ‘혈관-망막-장벽’ 모델을 개발했다....

[회전기기 결함 진단을 위한 비지도 클러스터링 및 도메인 적응 프레임워크 개발] 산업현장에서의 기기 결함은 불량 발생으로 인한 비용 손실뿐만 아니라 작업자의 안전까지 위협할 수 있어 기기 결함의 사전 탐지와 관리는 매우 중요하다. 산업 현장에서 흔히 사용되고 있는 회전기기의 결함을 스스로 탐지하고 추적하는 인공 지능 기술이 개발돼 스마트 팩토리에 활용할 수 있을 것으로 보인다. 기계공학과 이승철 교수·통합과정 김태완 씨 연구팀이 회전기기의 결함을 다양한 운전 조건에서도 스스로 탐지하고 추적하는 인공지능 기술을 개발했다. 이 연구 성과는 컴퓨터과학·산업공학 분야권위지인 ‘국제전기전자기술자협회 산업정보학학회 논문지(IEEE Transactions on Ind...

[초유연 하이드로젤 기반 이식형 센서 및 신호 분석 플랫폼 개발]   [POTECH 박성민교수]             [KAIST 스티브박교수]   현대인의 내장이 예민해지고 있다. 과민성대장증후군이나 과민성방광증후군과 같이 감염이 없고 다른 명백한 질환이 없으면서도 갑작스런 증상을 호소하는 환자가 늘고 있는 것도 이런 경향을 엿볼 수 있다. 최근 POSTECH(포항공과대학교, 총장 김무환)·KAIST(한국과학기술원, 총장 이광형) 공동연구팀이 과민한 방광을 관찰할 수 있는 센서를 개발했다고 밝혔다. IT융합공학과 박성민 교수·임영수 씨, KAIST 신소재공학과 스티브 ...

[결합 쌍극자 모델 기반의 광밴드 구조 계산 프로그램(CDPDS) 개발·배포]   우리 사회가 요구하는 정보의 양이 기하급수적으로 증가하면서, 새로운 광전자 소자 개발의 중요성이 나날이 커지고 있다. 최근 차세대 고집적화를 구현하고자 미시적 공간에서 광자를 자유자재로 제어할 수 있는 소재, 즉 광결정(Photonic crystal)이 기존 광소자의 한계를 극복할 수 있는 대안으로 주목받고 있다. POSTECH 연구팀이 이런 광결정 연구의 기초가 되는 계산 프로그램을 개발했다. 기계공학과·화학공학과 노준석 교수·광주과학기술원(GIST) 기계공학부 김민경 조교수 연구팀이 결합쌍극자모델 기반의 광밴드 구조 계산 프로그램(CDPDS)을 개발하고, 온라인...