스마트팜융합바이오시스템공학과

첨단농업의 내일을 여는스마트팜융합바이오시스템공학과

Department of Biosystems Engineering

농업의 미래를 설계하는 첨단학과스마트팜융합바이오시스템공학과

Department of Biosystems Engineering

스마트팜융합바이오시스템공학과 모창연 교수 「인공지능(AI)기반 꿀벌응애 실시간 검출장치 ‘비전(BeeSion)’」 세계 최초 개발

전공 로봇 동아리농업용 로봇 경진대회 본선 진출

당신에게 날개를 달아줄진로지도 워크숍

Department of Biosystems Engineering

스마트 기술로 미래 농업을 설계하다스마트팜융합바이오시스템공학과

Department of Biosystems Engineering

농업의 패러다임을 바꾸는 스마트 혁신스마트팜융합바이오시스템공학과

Department of Biosystems Engineering

스마트팜융합바이오시스템공학과 임기택 교수 공동연구팀, 「자가발전 무선 센싱 전자피부(E-Skin)」 개발 3D프린팅 기반 생분해성 하이드로젤 활용 … 상처 치유·무선 인간-기계 인터페이스 적용 가능성 제시

강원대학교(총장 정재연) 춘천캠퍼스(캠퍼스총장 임의영) 농업생명과학대학 스마트팜융합바이오시스템공학과 임기택 교수 연구팀은 3D프린팅 기반의 「자가발전 무선 센싱 전자피부(E-Skin)」를 개발했다. 이번 연구 성과는 재료과학 분야의 권위있는 국제학술지인 「Advanced Functional Materials」 (IF: 19.9, JCR 상위 4%)에 ‘3D-Printable, Biodegradable, and Conductive/Piezoionic Hydrogel ‘E-Skin’ with Robust Antibacterial Properties for Wound Healing and Wireless Human-Machine Interface Sensing (DOI: doi.org/10.1002/adfm.77075)’이라는 제목으로 게재됐다. 기존 웨어러블 바이오 전자기기는 움직임이 많고 수분을 포함한 인체 피부 표면에서 안정적으로 부착 상태를 유지하고 신호를 전달하는 데 한계가 있었으며, 직접 잉크 쓰기(Direct Ink Writing, DIW) 방식의 3D 프린팅용 바이오잉크는 출력 후 형상 정밀도를 높이면 피부와의 접착력이 떨어지는 기술적 한계가 있었다. 임기택 강원대학교 교수 연구팀은 김종성 가천대학교 교수, 이용규 한국교통대학교 교수 연구팀과 함께 이러한 문제를 해결하기 위해 TEMPO-산화 셀룰로오스 나노크리스탈(TOCNC)과 2차원 천이금속 탄화물인 맥신(MXene) 나노시트를 결합한 복합 네트워크 구조의 GACM 하이드로젤을 설계했다. 연구팀이 개발한 전자피부는 TOCNC가 바이오잉크의 유변학적 성질을 조절해 중공 삼각형, 파형, 벌집 구조 등 복잡한 구조물을 정밀하게 3D 프린팅할 수 있도록 했으며, 맥신(MXene) 나노시트가 피부 조직과의 수소결합, 정전기적 인력, 공유결합 등 다중 계면 상호작용을 유도해 건조하거나 젖은 조직 표면에서도 안정적인 접착력을 발휘하도록 했다. ▲‘다기능 GACM 하이드로젤 전자피부’의 제조 과정과 응용 개념도. 연구팀은 3D 프린팅 기반 생분해성 하이드로젤 패치를 개발해 자가발전 센서, 무선 인간-기계 인터페이스(HMI), 상처 치유 촉진 기술로의 활용 가능성을 제시했다. 특히, 이번 전자피부는 외부 전원 없이 압전·전도성(Piezoionic) 메커니즘을 통해 인체 움직임을 감지하는 자가발전 센서 기능을 갖췄다. 연구팀은 전자피부를 손목, 손가락, 무릎, 팔꿈치 등 인체 관절에 부착했을 때 1.77의 감도(Gauge Factor)로 미세한 움직임을 감지하고, 최대 36.35mV의 전압 신호로 변환할 수 있음을 확인했다. 또한, 블루투스(BLE) 모듈과 회로를 연계해 사용자의 손가락 움직임 신호를 9.97ms 수준의 낮은 지연 시간으로 무선 전송하고, 로봇 공학 핸드(Robot Hand)를 실시간으로 제어하는 무선 인간-기계 인터페이스(Wireless HMI) 성능을 입증했다. 아울러, 해당 전자피부는 상처 부위의 pH 변화와 감염 상태를 감지해 천연 항균 물질인 커큐민(CuR)을 능동적으로 방출하는 지능형 약물 전달 기능도 갖췄으며, 실험 결과 황색포도상구균(MRSA)과 대장균(E. coli)에 대해 99% 이상의 박테리아 증식 억제 효과 및 당뇨병 유발 쥐의 피부 결손 모델에서 14일 기준 약 88.67%의 상처 폐쇄율을 나타냈다. 이번 연구는 상처 보호용 드레싱을 넘어 환자의 움직임에서 에너지를 스스로 만들어 생체 전기 신호를 전달하고, 약물 치료를 병행할 수 있는 지능형 자가발전 의료 스킨 플랫폼의 가능성을 제시한 것으로 평가받고 있으며, 연구팀은 향후 무선 통신과 AI 기반 스마트 헬스케어 시스템 개발의 기반이 될 것으로 기대하고 있다. 임기택 강원대학교 스마트팜융합바이오시스템공학과 교수는 “이번 연구는 3D 프린팅 기반 생분해성 하이드로젤 전자피부가 자가발전 센싱, 무선 인간-기계 인터페이스, 상처 치유 기능을 동시에 구현할 수 있음을 보여준 성과”라며 “앞으로도 바이오소재와 첨단 제조기술을 융합해 스마트 헬스케어와 재생의료 분야에 활용 가능한 차세대 바이오 전자소자 개발을 이어가겠다”고 밝혔다. 이번 연구 논문은 전명준 강원대학교 박사과정생, 사얀뎁두타 박사, 모니 가천대학교 박사, 안정만 한국교통대학교 박사가 공동 제1저자로 참여했으며, 연구는 한국연구재단 중견연구지원사업, 지역지능화혁신인재양성사업, 산림과학연구소 대학중점연구소지원사업의 지원을 받아 수행됐다.

2026-07-23

스마트팜융합바이오시스템공학과 학생·스마트농업융합학과 대학원생, 「(사)한국농업기계학회 2026년 춘계학술대회」 대거 수상

춘천캠퍼스(캠퍼스총장 임의영) 자연과학대학 농업생명과학대학 스마트팜융합바이오시스템공학과 박준형 학생과 일반대학원 스마트농업융합학과 김정훈, 설유진, 전명준, 정현진, 진탄탄 대학원생이 5월 13일(수)부터 16일(토)까지 제주 소노벨 함덕호텔에서 열린 「(사)한국농업기계학회 2026년 춘계학술대회」에서 ‘최우수논문발표상’, ‘우수논문발표상’, ‘우수포스터발표상’을 수상했다. 정현진 석사과정 대학원생(지도교수 한웅철)은 ‘사과나무 인공수분 자동화를 위한 로봇팔 및 비전 기반 시스템 연구’를 주제로, 컴퓨터 비전 기반 꽃 인식 기술과 로봇팔 제어 기술을 결합해 사과나무 인공수분 자동화 가능성을 제시하고 정밀농업 분야의 연구 발전과 현장 적용성 향상에 기여한 점을 높이 평가받아 ‘최우수논문발표상’을 수상했다. 김정훈 박사과정 대학원생(지도교수 남주석)은 ‘여름감자 기계수확 작업의 작업조건별 연료소비율 및 소요비용 분석’연구를 통해 강원지역 감자 주산지에서 트랙터 주행 및 PTO 단수별 작업 성능과 경제성을 정량적으로 분석하고, 연료 효율과 비용 절감을 극대화할 수 있는 최적의 기계수확 작업조건을 제시해 ‘우수논문발표상’을 수상했다. 전명준 박사과정 대학원생(지도교수 임기택)은 ‘A Sustainable Self-Powered Hydrogel ‘E-Skin’ for Human-Machine Interface Sensing and Tissue Regeneration‘을 주제로 치료 기능과 실시간 전자 모니터링 기능을 동시에 구현할 수 있는 자가발전형 하이드로겔 기반 전자피부(E-Skin)를 개발하고 조직공학 및 인간-기계 인터페이스 분야의 새로운 활용 가능성을 제시해 ‘우수논문발표상’을 수상했다. 진탄탄 박사과정 대학원생(지도교수 한웅철)은 ‘Toward Robotic Arm-Based Apple Harvesting in Complex Orchards: An Integrated Framework for Perception, 3D Reconstruction, Grasp-Pose Estimation, and Obstacle-Aware Motion Planning’을 주제로 AI 기반 객체 인식과 3차원 환경 재구성, 수확 자세 추정, 장애물 회피 경로 계획 기술을 통합한 로봇팔 기반 사과 수확 시스템을 개발하고 복잡한 과수원 환경에서 자율 수확의 가능성을 제시해 ‘우수논문발표상’을 수상했다. 설유진 박사과정 대학원생(지도교수 임기택)은 ‘스파이크형 ZnO가 강화된 셀룰로오스·키토산 기반 항균 식품포장 필름 개발’을 주제로 생분해성 활성 포장 필름(CMC-Z)을 개발하여 우수한 기계적 강도와 자외선 차단, 항균 성능을 확인했으며, 딸기 저장 실험을 통해 식품 보존 효과를 입증함으로써 친환경 식품 포장 소재로서의 활용 가능성을 제시해 ‘우수포스터발표상’을 수상했다. 박준형 학생(지도교수 남주석)은 ‘프론트 로더 부착 트랙터의 최대정지마찰력 예측모델 고도화’를 주제로 프론트 로더 작업 시 발생하는 축 하중 변화가 트랙터의 최대정지마찰력에 미치는 영향을 분석하고, 후차축 반력이 최대정지마찰력 예측에 중요한 요소임을 규명해 기존 예측모델의 정확도를 향상시킨 점을 높이 평가받아 ‘우수포스터발표상’을 수상했다. 수상자들은 “연구가 좋은 성과로 이어질 수 있도록 지도해 주신 교수님들과 연구실 구성원들께 감사드린다”며 “앞으로도 학문 발전과 기술 혁신에 기여할 수 있도록 연구에 매진하겠다”고 소감을 밝혔다.

2026-06-18

스마트팜융합바이오시스템공학과

KANGWON NATIONAL UNIVERSITY

갤러리

스마트팜융합바이오시스템공학빠른메뉴