연구팀이 얇고 초고감도 유량 센서를 개발했으며, 이는 의학 연구에 중대한 시사점을 가질 수 있습니다. 유량 센서는 유량계라고도 하며 액체나 기체 흐름의 속도를 측정하는 데 사용됩니다. 생체 유체 흐름의 속도는 핵심 생리학적 매개변수지만 기존 유량 센서는 부피가 크거나 정밀도와 안정성이 부족합니다. 새로운 유량 센서는 그래핀(벌집 격자로 배열된 단일 층 탄소 원자)을 기반으로 하여 연속적인 수용액 흐름에서 전하를 끌어당깁니다. 이 현상은 자체 구동형 효과적 유량 감지 전략을 제공하며, 다른 전기적 접근법보다 수백 배 높은 핵심 성능

코로나19 팬데믹이 전 세계로 확산됨에 따라 테스트는 바이러스 추적과 억제를 위한 핵심 전략으로 남아 있습니다. 연구자들은 5분 이내에 바이러스 존재를 감지할 수 있는 종이 기반 전기화학 센서를 이용한 신속, 초고감도 테스트를 개발했습니다. 기존 코로나19 테스트의 한계 시장에는 두 가지 주요 범주의 코로나19 테스트가 있습니다. 첫 번째는 역전사 실시간 중합효소연쇄반응(RT-PCR)과 핵산 하이브리드화 전략을 사용하여 바이러스 RNA를 식별합니다. 단점으로는 테스트 완료 시간, 전문 인력 필요, 장비 및 시약 가용성 등이 있습니

천문 관측에서 다양한 대기 조건과 날씨 효과가 이미지 품질에 영향을 미친다는 것은 잘 알려져 있습니다. 이는 광학 경로에서 공기의 굴절률 국소 변화 때문입니다. 이러한 변화는 파장 의존적이며 대기압과 습도 변화에 따라 달라집니다. 머신 비전 분야에서는 일반적으로 압력과 습도가 광학 경로 전체에서 일정하다고 가정할 수 있습니다. 하지만 광학 경로에 난류 기류가 있어 국소 압력 변화를 일으키는 경우는 예외입니다. 난류의 전형적인 원인은 서로 다른 온도의 부품 사이의 열대류입니다. 머신 비전에서 흔한 열원은 조명, 고부하 전자장치, 용융

누가(Who) 코로나19 팬데믹은 의료진과 환자 간 대면 접촉을 최소화해야 할 필요성을 보여주며 로봇 활용의 이점을 부각시켰습니다. 무엇(What) 환자 정보를 수동적으로 수집할 수 있는 3D 구조 감지 로봇이 개발되었습니다. 연구팀은 휴머노이드 로봇과 로봇 팔(사진 참조) 두 대를 프로그래밍해 인체 생리 신호를 측정했습니다. 3D 프린팅 오리가미 구조로 만든 로봇 팔은 각 손가락 끝에 생체 의료 전극을 장착했습니다. 손이 사람에 닿으면 심전도(심장 박동 모니터링), 호흡수, 근전도(근육 운동 전기 신호 모니터링), 체온 등 생리

오늘날 디지털 시대에 소프트웨어와 센서가 내장된 사물인터넷(IoT) 기기 사용이 널리 퍼졌습니다. 무선 장비, 자율 기계, 착용형 센서, 보안 시스템 등이 포함됩니다. 복잡한 구조와 특성 때문에 안전성과 효용성을 평가하고 잠재적 결함을 배제하기 위해 면밀히 검사할 필요가 있습니다. 동시에 검사 중 기기 손상은 피해야 합니다. 테라헤르츠(THz) 이미징의 장점과 기존 한계 0.1~10 THz 주파수 사이의 복사를 기반으로 하는 테라헤르츠(THz) 이미징은 높은 투과율, 해상도, 감도 덕분에 비파괴 검사 방법으로 급속히 인기를 얻고

과학자들이 가정, 공공, 산업 현장에서 생명을 구할 잠재적 응용이 가능한 고감도, 고정밀 이산화질소(NO2) 센서를 개발했습니다. 연소 엔진과 산업 공정에서 주로 발생하는 주요 대기 오염 물질인 NO2에 장기 노출되면 호흡기 문제를 일으킬 수 있으며, 이는 영아와 천식 환자에게 특히 심각하고 생명을 위협할 수 있습니다. 이 가스 센서는 지역 환경의 NO2 수치를 정확하게 측정할 수 있으며, 스마트폰 및 애플리케이션과 동기화되는 저렴하고 휴대 가능한 사물인터넷 기기에 탑재될 수 있습니다. 기존 모니터링의 한계 극복 ppb(10억 분

인간의 심장 박동을 기반으로 한 생체 보안 시스템이 개발되었습니다. 착용형 프로토타입은 사람의 심장 전기 활동에 기반한 식별 서명을 실시간으로 스트리밍할 수 있습니다. 이 착용 장치는 손목밴드나 가슴 스트랩 형태로 제작되어 장갑이나 눈 보호구가 필요한 실험실 등에서 지문이나 홍채 스캔 같은 접근 제어 방법을 대체할 수 있습니다. 이 시스템은 영국 B-Secur가 개발한 HeartKey 소프트웨어를 사용하여 심박수와 기타 웰니스 지표를 실시간으로 스트리밍합니다. 시스템은 개인의 고유한 심전도(ECG) 서명으로부터 개인을 식별하고 인증

NASA 마셜 우주비행센터는 두 가지 MEMS(미세전자기계시스템) 모션 및 위치 센서 설계, 즉 단축 가속도계와 자이로스코프를 개발했습니다. 이 설계는 기계적으로 견고하고 우수한 압전 특성을 가진 고도로 정렬된 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT) 테이프와 P(VDF-TrFE) 매트릭스를 감지 및 구동 요소로 활용합니다. 자이로스코프에 CNT 테이프를 사용할 수 있게 된 것은 최근 CNT 가공 기술이 향상되어 더 길고 고도로 정렬된 CNT를 얻을 수 있게 되었기 때문입니다. CNT 사용으로 가속도계와 자이로스코프가 더 강하고 견고해졌으

혁신가들이 회전 시스템의 각도 위치를 감지하는 RFID 기반 시스템을 개발했습니다. RFID 기반 회전 위치 센서는 위치/방향 센서로 사용되거나 컨트롤러에 구현되어 회전 시스템의 회전각을 보간하고 정밀화하는 데 활용될 수 있습니다. 이 센서는 수동 RFID 센서를 기반으로 재고를 모니터링하고 관리하기 위해 개발된 RFID 기술 제품군의 일부입니다. NASA의 RFID 센서는 컨테이너 내부의 벌크 레벨이나 개별 수량을 무선으로 추적할 수 있으며, 각 항목에 RFID 태그를 부착할 필요가 없습니다. 작동 원리 및 설계 RFID 기반

스마트 헤드폰과 일반 헤드폰의 차이는 스마트 헤드폰이 음악 재생을 넘어 생리 신호 모니터링과 가상 터치스크린 기능을 제공한다는 점입니다. 루트거스 대학교 박사 과정 중이던 샤오란 판(Xiaoran Fan)이 이끄는 연구팀은 일반 헤드폰을 센서로 활용하는 HeadFi 기술을 개발했습니다. 프로젝트 시작 계기 Tech Briefs: 이 프로젝트는 어떻게 시작되었나요? 샤오란 판: 저는 오디오 애호가라 헤드폰에 관심이 많았습니다. 단순한 헤드폰은 스튜디오 믹서나 홈 오디오용으로 쓰이지만, 최근 애플, 삼성, 마이크로소프트 등에서 스마트

광통신 시스템은 우리 정보 인프라 구축의 핵심 인에이블러였습니다. 정보를 저장하고 전송하는 많은 데이터센터에는 마일의 광섬유와 수천 개의 레이저/포토디텍터 수신기가 있어 광섬유를 통해 정보를 주고받습니다. 용량을 늘리려는 끊임없는 상업적 압력이 있으며, 더 높은 데이터 속도에서 작동하는 새 시스템을 개발하는 과정은 계속됩니다. 이는 단순히 더 많은 정보를 이동하는 시스템을 설계하는 과정이 아닙니다. 이러한 시스템 비용도 낮춰야 합니다. 데이터센터는 에이커와 메가와트 단위로 설명되기도 하며, 데이터센터 운영에 필요한 전력이 엄청남을

레이저는 다양한 제조 공정에 사용되며, 최근 몇 년간 스펙트럼이 점점 더 넓어지고 있습니다. 센서 기술의 VCSEL, 배터리 셀 용접용 청색·녹색 레이저, 적층 제조용 고출력 파이버 레이저, 의료 기술용 양자 계단 레이저 등 레이저 기술은 현재 수많은 산업을 혁신하고 있습니다. 하지만 한 가지 눈에 띄는 점은 현대 생산 공장에서도 레이저 시스템 자체를 측정하여 레이저 기반 공정을 더 지속 가능하게 만들 기회가 종종 간과된다는 것입니다. 레이저 기반 공정에서 생산 품질을 높이고 문서화를 간소화하며 자원을 절약하는 많은 새로운 기술과

광학 산업은 레이저 출력이 증가하고 이를 수용하기 위한 코팅 기술이 발전하는 추세를 경험하고 있습니다. 그러나 광학 소자가 항상 최첨단 코팅 기술을 활용하여 고출력 레이저를 시스템에 구현할 필요는 없습니다. 두 번째 해결책은 빔 크기를 늘리고 따라서 광학 소자 크기를 늘리는 것입니다. 이는 광학 소자 단위 면적당 전체 전력 또는 에너지 밀도를 낮춥니다. 이는 큰 빔 확장 광학과 광학 경로 더 앞쪽의 집속 광학을 필요로 합니다. [그림 1]은 대구경 비구면 렌즈를 보여줍니다. 광학 소자 크기를 늘리는 두 번째 촉매는 평행광을 수집하는

가시광선은 전자기 스펙트럼의 극히 작은 부분일 뿐입니다. 감마선, X선, 자외선, 적외선, 마이크로파, 전파는 각각 고유한 특성과 스펙트럼상의 고유한 위치를 가집니다. 이 기사에서는 적외선(IR) 빛의 한 구성 요소인 SWIR(단파 적외선)에 초점을 맞춥니다. 적외선 파장은 빨간색 아래에 있으며, infra는 라틴어로 아래를 의미합니다. SWIR 이미징 정의 인간으로서 우리는 적외선 빛을 대부분 보이지 않는 것으로 경험하지만 열로 느낄 수 있습니다. IR 스펙트럼은 다른 영역으로 나뉘며 각 영역은 다른 응용 분야를 가집니다. 일반적

노스캐롤라이나 주립대학교 연구자들이 최첨단 RFID 칩 중 가장 작은 것으로 여겨지는 장치를 만들었습니다: 125마이크로미터(µm) × 245µm 크기의 장치입니다. 이 작은 칩은 잠재적으로 RFID 태그 비용을 줄이고 하이엔드 기술의 공급망 보안에 사용할 수 있게 합니다. 공급망 관리를 위해 제조업체들은 마이크로프로세서나 시스템온칩(SoC)에 RFID 칩을 부착하는 것을 자주 고려해 왔습니다. 그러나 RFID 칩은 항상 자체 별도 아날로그 구성 요소(충전 펌프, 커패시터)를 가지고 있었습니다. 오늘날 시장의 기존 RFID 칩은 아

국제우주정거장(ISS) 탑재 센서(개인 CO2 모니터 포함)는 시간 스탬프 데이터와 위치 정보를 연관시키기 위해 위치 추적이 필요합니다. 시각적 검사 기반 데이터 라벨링은 많은 센서 추적에 비용이 많이 들고 비현실적입니다. 저렴하고 효율적인 해결책은 이 센서들이 가진 추가 측정 장치 하나, 즉 WiFi 또는 블루투스 신호 강도 판독값을 활용하는 것입니다. 이 신호 강도 판독값을 사용하여 이 소프트웨어는 개별 센서 유닛에 대한 대략적인 위치 정보를 시간 순서대로 제공하는 것을 목표로 합니다. 모듈 레벨 ISS 센서 추적기(MIST)

엔지니어들은 피부 깊은 곳 밑 조직 산소 수준을 실시간 측정할 수 있는 작은 무선 임플란트를 만들었습니다. 평균 무당벌레보다 작은 이 장치는 초음파파로 구동되며, 체내 pH나 이산화탄소 같은 주요 생화학 마커를 추적할 수 있는 다양한 소형 센서 생성을 위한 길을 엽니다. 이 센서들은 언젠가 의사들에게 기능하는 장기 및 조직 내 생화학을 모니터링하는 최소 침습적 방법을 제공할 수 있습니다. 산소는 우리가 먹는 음식에서 에너지를 활용하는 세포 능력의 핵심 요소이며, 신체 거의 모든 조직이 생존을 위해 꾸준한 공급을 필요로 합니다. 조직

작동하지 않거나 최신 모델로 교체되면서 버려진 전자 기기의 산더미가 계속 커지고 있습니다. 문제의 일부는 전자 기기를 재활용하기 어렵다는 것입니다. 구리, 알루미늄, 강철 조각은 재활용할 수 있지만, 기기 핵심인 실리콘 칩은 재활용할 수 없습니다. 엔지니어들은 이제 세 가지 탄소 기반 잉크로 만들어진 완전히 재활용 가능하고 완전히 기능하는 트랜지스터를 개발했습니다. 이는 종이나 다른 유연하고 환경 친화적인 표면에 쉽게 인쇄할 수 있습니다. 탄소 나노튜브와 그래핀 잉크가 각각 반도체와 도체로 사용됩니다. 이 소재들이 프린팅 전자공학

개인 맞춤 의료의 약속은 각 사람의 건강 수준을 알리고, 혈액이나 타액에서 미량의 바람직하지 않은 바이오마커조차 식별하고, 질병에 대한 조기 경보 시스템 역할을 하는 간단한 장치를 포함합니다. 표준 CMOS 카메라와 결합되고 이미지 분석으로 구동되는 초박형 소형 광학 칩으로 구성된 장치가 개발되었습니다. 이 장치는 샘플에서 생체분자를 하나씩 세고 위치를 결정할 수 있습니다. 이 기술은 메타표면에 기반합니다. 특수한 방식으로 배열된 수백만 개의 나노 크기 요소로 덮인 인공 물질 시트입니다. 특정 주파수에서 이 요소들은 빛을 극도로 작

과학자들은 인공지능(AI)을 사용하여 결맞는 X선 산란 데이터에서 이미지를 재구성하는 과정을 가속화하는 것을 시연했습니다. 기존 X선 영상 기술(의료 X선 이미지 등)은 제공할 수 있는 디테일 양에 제한이 있습니다. 이로 인해 몇 나노미터 해상도 이하로 재료 깊은 곳의 이미지를 제공할 수 있는 결맞는 X선 영상 방법이 개발되었습니다. 이 기술들은 렌즈 없이 빔을 샘플에서 회절 또는 산란시켜 검출기에 직접 조사함으로써 X선 이미지를 생성합니다. 그 검출기들이 포착한 데이터에는 고충실도 이미지를 재구성하는 데 필요한 모든 정보가 있으며