카드를 꽂거나 스마트폰을 스캔해 결제하는 대신, 새로운 기술로 기계에 손가락만 대면 결제할 수 있습니다. 이 프로토타입은 신체를 카드나 스마트폰과 리더/스캐너 사이의 링크로 만들어, 표면을 터치하는 것만으로 정보를 전송할 수 있게 합니다. 시계처럼 프로토타입을 착용하면, 사용자의 신체가 랩톱 센서를 터치할 때 사진이나 비밀번호 같은 정보를 보낼 수 있습니다. 지문으로 기기 잠금을 해제하는 기능은 이미 있었지만, 새 기술은 생체인식이 아닌 디지털 신호에 의존합니다. 이 기술은 스마트폰, 스마트워치, 심박조율기, 인슐린 펌프 등 착용형

유엔은 현재 물 사용 패턴이 계속된다면 2050년까지 지구 많은 지역에서 농업용 담수 수요를 충족하지 못할 것으로 예측합니다. 이 글로벌 딜레마의 한 해결책은 더 효율적인 관개 개발이며, 그 핵심은 정밀 토양 수분 모니터링으로, 센서가 스마트 관개 시스템을 안내해 물이 최적 시점과 속도로 공급되게 합니다. 현재 토양 수분 감지 방법은 문제가 있습니다. 매립형 센서는 기질 염분에 취약하고 연결용 특수 하드웨어가 필요하며, 열화상 카메라는 비싸고 햇빛 강도, 안개, 구름 등 기후 조건에 영향을 받습니다. 남호주 대학교와 바그다드 중동

유연 전자공학 연구가 몸에 착용해 다양한 의료 데이터를 수집하는 무선 센서의 길을 열고 있습니다. 하지만 유사한 유연 송신 장치 없이는 이러한 센서들이 건강 데이터를 전송하기 위해 유선 연결을 필요로 합니다. 착용형 센서처럼 착용형 송신기도 인체 피부에 안전해야 하고, 실온에서 작동하며, 비틀림·압축·신축을 견뎌야 합니다. 하지만 송신기의 유연성은 독특한 과제를 안고 있습니다: 안테나가 압축되거나 신축되면 공진 주파수(RF)가 변해 의도한 수신기의 파장과 맞지 않을 수 있습니다. 연구자들이 층층이 쌓아 유연 착용형 송신기를 만들

이산화탄소(CO₂) 검출은 환경, 보건, 안전, 우주 응용 분야에서 매우 중요합니다. CO₂는 고농도에서 산소를 대체해 유해 오염물질이 됩니다. 현재 상용 CO₂ 센서는 정밀도 측면에서 문제와 단점이 있으며, 특히 서로 다른 온도, 압력, 고습도 조건에서 그렇습니다. NASA 에임스는 약 100ppm~10,000ppm 농도 범위의 CO₂를 건조 조건과 고습도 조건 모두에서 검출하도록 구성된 특허 출원 중인 고체상 센서를 개발했습니다. 이 고체상 센서는 동적 흐름 모드와 정적 확산 모드 모두에서 포화 없이 고농도 CO₂를 검출합니다.

저비용 대형 액체 로켓 엔진에 재생 냉각 노즐을 적용하면 우주 접근의 신뢰성을 높이고 비용을 절감할 수 있습니다. 고압 냉각제가 노즐 내 채널 뱅크를 순환하며 노즐 벽을 적절히 냉각해 고온을 견디고 고장을 방지합니다. 복잡한 노즐 채널을 저렴하게 제조하고 마감하는 것은 오랜 과제였습니다. NASA 마셜은 노즐 라이너 외피를 제작해 채널을 밀봉하고 고압 냉각제를 가두는 견고하고 간소화된 적층 제조 기술을 개발했습니다. 레이저 와이어 직접 밀봉(LWDC) 기능은 노즐 제작 시간을 단축하고 빌드 중 실시간 검사를 가능케 합니다. LWDC

근위축성 측삭 경화증(ALS) 환자는 근육 조절 능력이 점진적으로 저하됩니다. 그 결과 말하기 능력을 잃어 타인과 소통하기 어렵게 됩니다. 연구팀이 환자 얼굴에 부착해 경련이나 미소 같은 작은 움직임을 측정하는 신축성 피부형 장치를 설계했습니다. 이 접근법으로 환자는 장치가 측정·해석하는 작은 움직임으로 다양한 감정을 전달할 수 있습니다. 연구자들은 이 장치가 번거로운 장비 없이 더 자연스러운 소통을 가능케 하길 희망합니다. 부드럽고 일회용인 착용형 센서는 얇고 화장으로 피부톤에 맞춰 위장할 수 있어 눈에 띄지 않습니다. 초기 버전

풍력 터빈, 전기 모터, 센서 등 많은 전기 응용 분야에 영구 자석이 쓰입니다. 이 자석 생산은 보통 소결이나 사출 성형을 거칩니다. 하지만 전자기기 소형화가 가속화되고 자기 부품의 기하학적 요건이 엄격해지면서, 기존 제조 공법이 종종 한계에 부딪힙니다. 적층 제조 기술은 형상 유연성을 제공해, 해당 응용 분야 요구에 맞춘 자석 생산을 가능케 합니다. 연구자들이 레이저 기반 3D 프린팅 기술로 초강력 자석을 제조했습니다. 이 방법은 자성 소재 분말을 층층이 쌓아 녹여 입자를 결합해 순수 금속 부품을 만듭니다. 공정은 고상대밀도로 자

전통적인 로봇(딱딱하고 금속 재질)은 수행할 수 없는 작업들이 있습니다. 소프트 바디 로봇은 사람과 더 안전하게 상호작용하거나 좁은 공간에 쉽게 들어갈 수 있습니다. 하지만 로봇이 프로그래밍된 임무를 확실하게 완수하려면 자기 몸의 모든 부위 위치를 알아야 합니다. 무한한 방식으로 변형될 수 있는 소프트 로봇에게는 어려운 과제입니다. 연구자들이 엔지니어들이 소프트 로봇을 설계해 주변 환경에 대한 더 유용한 정보를 수집하도록 돕는 알고리즘을 개발했습니다. 이 딥러닝 알고리즘은 로봇 몸체 내 센서의 최적 배치를 제안해, 환경과의 상호작용

리틀 헤르메스(Little Hermes)라는 이족보행 로봇은 인간 같은 반사신경을 갖추고, 원격지의 사람이 로봇이 겪는 물리적 힘을 똑같이 느끼며 조종합니다. 이 소형 이족 로봇은 인간이 가기 위험한 장소에 투입되도록 설계됐습니다. 현재 인간 조작 로봇 연구의 상당 부분은 조작자에게 힘 피드백 정보를 주지 않습니다. 인간 보조 로봇이 인간과 비슷하게 환경과 상호작용하려면, 조작자가 로봇이 느끼는 것과 같은 힘을 느껴야 합니다. 인체의 동작과 조작자가 환경에 가해 움직이는 힘을 포착해 로봇에 전송, 로봇이 거의 지연 없이 그 동작을

연구자들이 빛 파동의 특성을 활용해 데이터 전송량을 획기적으로 늘리는 방법을 발견했습니다. 머리카락 굵기 정도인 동심원 안테나에서 이산적인 꼬임 레이저 빔을 방출하는 것을 시연했습니다. 이는 컴퓨터 칩에 탑재할 수 있을 만큼 작습니다. 이 연구는 일관된 광원에서 다중화(동시 전송)할 수 있는 정보량을 크게 늘릴 것입니다. 다중화의 흔한 예는 단일 전선으로 여러 전화 통화를 전송하는 것이지만, 직접 다중화할 수 있는 코히어런트 꼬임 빛 파동의 수에는 근본적 한계가 있었습니다. 이 기술은 빛의 특성인 궤도 각운동량(orbital ang

연구자들이 들어오는 무선 신호의 방향을 결정할 수 있는 원자 기반 센서를 시연했습니다. 이는 기존 기술보다 더 작고 잡음 환경에서 더 잘 작동하는 잠재적 원자 통신 시스템의 또 다른 핵심 요소입니다. 신호의 도착 각도(angle of arrival)를 측정하는 능력은 레이더와 무선 통신의 정확성을 보장하는 데 도움이 됩니다. 이들은 실제 메시지와 이미지를 무작위 또는 의도적 간섭에서 걸러내야 합니다. 진정한 원자 기반 통신 시스템은 5G 및 그 이후 세대에 이득이 될 것입니다. 서로 다른 색상의 두 레이저가 미세한 유리 플라스크(

군복에서 데이터를 전송할 수 있는 프로그래머블 파이버가 개발되었습니다. 이 파이버는 전력을 생성하고, 착용자의 생리 및 환경 노출에 관한 핵심 정보를 제공하며, 위치를 팀에 알리고, 부상 시 경보를 보냅니다. 궁극적으로 이 기술이 적용된 군복은 센서에 전력을 공급하고, 수집된 데이터를 저장·분석하며, 외부 소스로 데이터를 전송할 수 있게 됩니다. 연구자들은 수백 개의 정사각형 실리콘 마이크로스케일 디지털 칩을 프리폼에 넣어 폴리머 파이버를 만들었습니다. 폴리머 흐름을 정밀 제어해 수십 미터 길이에서 칩 간 연속적인 전기 연결을 갖는

공액 고분자 연구 새 접근법으로 연구자들이 중합 반응 중 개별 분자의 기계적·운동적 특성을 사상 최초로 측정할 수 있게 되었습니다. 공액 고분자는 기본적으로 뼈대를 따라 늘어선 분자 클러스터로 전자를 전도하고 빛을 흡수합니다. 이 덕분에 착용형 전자기기 같은 소프트 광전자소자 제작에 안성맞춤입니다. 하지만 유연한 이 고분자들은 뭉쳐서 용액에서 침전되기 때문에 벌크 상태에서 연구하기 어렵습니다. 자기 집게(magnetic tweezers)라 불리는 이 접근법으로 연구자들은 공액 고분자 폴리아세틸렌(polyacetylene) 개별 분

누가(Who) 내구성 있는 소프트 전자회로는 착용형 전자기기와 소프트 로봇공학에 활용될 수 있으며, 언젠가는 신축성 스마트폰의 일부가 될 수도 있습니다. 무엇(What) 피부 같은 전자회로는 부드럽고 신축성이 있으며, 부하 상태에서 수많은 손상 이벤트를 겪어도 전기 전도성을 잃지 않고, 제품 수명 종료 시 재활용해 새 회로를 만들 수 있습니다. 현재 스마트폰, 노트북 등 소비자 기기에는 납땜된 와이어가 내내 뻗어 있는 딱딱한 소재가 쓰입니다. 새 회로는 이런 비탄성 소재를 소프트 전자 복합체와 미세한 전도성 액체 금속 방울로 대체합

촉각, 즉 촉각 센싱은 로봇공학부터 수술 의학, 스포츠 과학까지 다양한 실생활 응용 분야에서 근본적으로 중요합니다. 촉각 센서는 생물학적 촉각을 모델로 하며 연구자들이 인간 지각과 동작을 이해하는 데 도움을 줍니다. 압력 분포 측정에 대한 새로운 접근법으로 촉각 영상 기술이 사용됩니다. 현재 촉각 영상의 가장 일반적인 접근법은 압력 감지 소재로 구성된 센서 어레이를 사용하는 것이지만, 이러한 어레이는 복잡한 제조 공정이 필요하고 센서 설계에 제약을 줍니다. 두 도체 사이의 압력은 그들 사이의 전기적 접촉 저항과 직접적인 관련이 있습

연구자들이 인간의 동작 동적 과정을 모방하는 전자 피부 센서를 개발했습니다. 인간 손 피부의 생물학적이고 동적인 과정을 모방해 물체가 비슷하게 행동하도록 시도했습니다. 이 이중 모드 센서는 동작의 크기와 하중(테니스 라켓 휘두르기의 노력 등)은 물론 속도, 지속 시간, 방향까지 측정합니다. 핵심은 이 측정을 분리하고 개별 매개변수가 서로 어떻게 영향을 미치는지 이해하는 것이었습니다. 예를 들어 테니스 공을 라켓 위에 살살 튀기는 것과 상대에게 서브를 넣는 것은 다른 입력이 필요합니다. 같은 변수들이 의수 사용자가 달걀을 다루는 것과

스핀오프(Spinoff)는 NASA 기술을 성공적으로 상용화한 사례를 다루는 NASA의 연간 간행물입니다. 이 상용화는 보건·의료, 소비재, 운송, 공공 안전, 컴퓨터 기술, 환경 자원 분야의 제품 및 서비스 개발에 기여했습니다. 대기 중의 모든 것은 소리를 냅니다. 화산이 굉음을 내고 폭포가 굉음을 내지만, 우리 귀가 인지하는 것 이상의 소리가 있습니다. 적외선이 육안으로 보이지 않는 주파수로 구성된 것처럼, 인간의 귀로 들을 수 없는 너무 낮은 피치(0.001~20헤르츠)로 구성된 소리의 대응 개념인 인프라사운드(infraso

연구자들이 G-퍼티(G-Putty) 소재, 즉 높은 가소성을 가진 그래핀 혼합 퍼티를 이용해 그래핀 기반 센싱 기술을 개발했습니다. 인쇄된 이 센서는 업계 표준보다 50배 더 민감하며, 유연성이라는 중요한 지표에서 다른 나노 기반 센서들을 능가합니다. 성능 저하 없이 감도와 유연성을 극대화함으로써 이 기술은 신흥 분야인 착용형 전자기기 및 의료 진단 장치의 이상적인 후보가 되었습니다. 연구팀은 저비용 인쇄형 그래핀 나노복합체 변형률 센서를 제작할 수 있음을 입증했습니다. 다양한 점도(흐름성)의 잉크를 만들고 테스트함으로써, G-퍼티

브룩헤이븐 국립연구소(미국 뉴욕주 업턴) 과학자들이 차세대 리튬-메탈 배터리의 주요 고장 원인을 규명했습니다. 이 배터리는 장거리 전기차용으로 주목받고 있습니다. 고에너지 X선을 이용해 수천 개 지점에서 충방전 주기에 따른 변화를 추적하고 성능 편차를 매핑했습니다. 각 지점에서 X선 데이터로 양극 재료 양과 국소 충전 상태(SOC)를 계산했습니다. 이 결과와 보완적인 전기화학 측정을 결합해 수많은 충방전 주기 후 배터리 용량 손실을 주도하는 지배적 메커니즘을 밝혀냈습니다. 액체 전해질 고갈이 주요 고장 원인이었습니다. 전해질은 충방

적층 제조(AM) 기술은 최근 몇 년간 산업계에서 놀라운 채택률을 보이고 있습니다. 디지털화와 주문형 제조가 생산 현장을 완전 자동화된 운영 라인으로 탈바꿈시키면서, 신뢰할 수 있는 공정 모니터링 방법의 중요성이 갈수록 커지고 있습니다. 레이저 기반 금속 가공에서 공정 중 발생하는 광학 및 음향 방출을 실시간으로 분석해 최종 부품 품질과 연관 짓는 것은 잘 알려진 사실입니다.1,2,3 이 접근법은 생산 과정에서 생성되는 기공, 균열 또는 기타 불균질성이 기계적 특성에 큰 영향을 미치고 결함 부품 위험을 높이기 때문에 상당한 가치를