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농업생명과학대학 스마트팜융합바이오시스템공학과 임기택 교수팀이 슬라임 곰팡이에서 영감을 받아 인간의 다양한 감각을 모사하고, 자가치유 및 항균 치료 기능을 갖춘 혁신적인 ‘전자 피부（E-Skin）’ 패치를 개발했다. 이번 연구 성과는 재료과학 분야의 세계적 권위지 ‘Advanced Functional Materials’（IF 18.5, JCR 상위 5％, JCI 상위 5％） 2025년 5월호에 게재됐다. 임기택 교수팀이 개발한 전자 피부 패치는 단순한 생체 신호 센서의 기능을 넘어서 사람의 움직임, 온도, 습도, 음성 등 다양한 생체 정보를 정밀하게 실시간 감지할 수 있으며, 의료 현장에서 활용 가능한 항균 치료 기능까지 포함하고 있다. 특히, 만성 상처 부위에 부착 후 근적외선（NIR）을 조사하면 80도（℃）까지 온도가 상승해 대장균（E. coli）과 MRSA 등 항생제 내성균을 99％ 이상 제거하는 성능을 입증했다. 임기택 교수팀은 이번 기술의 핵심은 슬라임 곰팡이（Plasmodium）의 형태 재구성 능력과 자가 치유 특성을 모사하여, 폴리비닐 알코올（PVA）, 젤라틴, 탄소나노튜브（CNT）, 셀룰로오스 나노결정（CNC）을 복합화하여 PVG/NC 하이드로겔을 개발했다. 이 소재는 1000％ 이상의 신축성과 5초 이내 자가 치유 능력, 온도에 따라 접착력을 조절할 수 있는 성능 등 기존 전자 피부 소재와 차별화된 특성을 보유하고 있다. 또한, PVG/NC 하이드로겔은 고점탄성 및 전단박화（shear-thinning） 특성을 활용해 3D프린팅으로 손가락 관절, 손목, 팔꿈치, 목 등 다양한 인체 부위에 맞춤형 전자 패치를 구현할 수 있으며, 섬유나 피부 등 다양한 표면에 안정적으로 부착되어 반복적인 움직임에도 감지 성능을 유지한다. 실제 테스트 결과, 이 전자 피부는 손목과 손가락의 미세한 움직임은 물론, “OK”, “BYE” 등의 음성 명령도 저항 변화로 정확히 감지했고, 피부 표면 온도·습도 변화 측정, 스마트폰 터치, 전자펜 기능 등 다양한 시연에서도 우수한 성능을 발휘했다. 임기택 교수는 “이번 PVG/NC 전자 피부는 기존의 경직된 센서의 한계를 넘어, 부드럽고 유연하며 복합 기능을 수행할 수 있는 차세대 소프트 플랫폼”이라며 “향후 AI 기반 웨어러블 기기, 인간과 유사한 감각을 가진 로봇 피부 개발 등 다양한 분야로 확장될 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다. 한편, 이번 연구는 한국연구재단 ‘기초연구지원사업, 지역지능화혁신인재양성사업 및 산림과학연구소 ‘대학중점연구소지원사업’의 지원을 받아 수행됐다. ■ 논문명: Bioinspired shape reconfigurable, printable, and conductive “E‐skin” patch with robust antibacterial properties for human health sensing ■ 저널: Advanced Functional Materials ■ DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.202504088 ■ 저자명: Hojin Kim, Sayan Deb Dutta, Myoung Joon Jeon, Jieun Lee, Hyeonseo Park, Youjin Seol, Ki-Taek Lim
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- 작성일2025.09.02
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- 작성일2025.09.02
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- 작성자스마트팜융합바이오시스템공학과
- 작성일2025.09.02
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스마트농업융합학부 김대현 교수가 스마트 온실 환경을 종합적으로 규명하고 예측할 수 있는 시뮬레이션 플랫폼을 개발했다. 김대현 교수 연구팀은 온실 환경에서 발생하는 모든 열적 구성 요소들의 에너지 균형 메커니즘을 규명했으며, 이번 연구 결과는 국제학술지 「Agronomy」에 ‘Canopy temperature and heat flux prediction by leaf area index of bell pepper in a greenhouse environment: Experimental verification and application’라는 제목으로 게재됐다. 우리나라의 뚜렷한 사계절 날씨 조건에서 온실 재배 식물에 적합한 일정 기후를 제어하는 것은 매우 어려운 과제로, 온실 내부는 온도, 습도, CO2의 복합적 상호작용으로 인해 환경 제어가 복잡하며, 기존에는 재배자들이 경험에 의존해 온실 환경을 조절해야만 했다. 이에 김대현 교수 연구팀은 식물 높이에 따른 에너지 균형 모델과 온실 내부 난류 흐름 모델을 개발하고, 이를 기반으로 온실 환경을 정확히 예측할 수 있는 시뮬레이션 플랫폼을 구축했다. 해당 플랫폼은 API（Application Programming Interface）를 통해 건물 에너지 시뮬레이션（Building Energy Simulation） 기술에 통합됐으며, 온실 유형과 지역에 따른 다양한 환경 요인을 반영해 열적 특성을 시뮬레이션할 수 있다. 특히, 전국 상용 온실에 고정밀 센서를 설치해 시뮬레이션 결과의 정확도를 검증하며 실용성을 높임으로써 재배자들이 데이터 기반으로 온실 환경을 제어할 수 있는 새로운 가능성을 제시했다. 이번 연구 성과는 우리나라 농업 시뮬레이션 기술의 자립 기반을 마련하고, 정밀 농업 분야에서 글로벌 경쟁력을 확보하는 데 기여할 것으로 기대되며, 김대현 교수 연구팀은 지속적인 연구를 통해 정밀 농업 기술 발전과 스마트팜 혁신에 앞장설 계획이다. 김대현 교수는 “정밀 농업의 난제를 해결하는 공학자의 자세가 중요하다. 생성형 인공지능이 해결하지 못하는 복잡한 온실 상호작용을 연구해 저탄소 작물 생산량을 높이는 방안을 찾아나갈 것”이라며 “이번 플랫폼은 IoT 및 인공지능 기술과의 호환성을 갖춘 소프트웨어 기술로, 향후 생산량 모델링 기술 개발에 도전하며 더욱 견고한 정밀 농업 연구를 이어 가겠다”고 밝혔다. 한편, 이번 연구는 농림축산식품부（MAFRA）가 지원하는 스마트팜 혁신기술 개발사업（과제번호: 421040-04）을 통한 농림식품기술기획평가원（IPET）의 지원을 받아 수행됐다.
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- 작성자스마트팜융합바이오시스템공학과
- 작성일2025.09.02
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기사 링크 농업생명과학대학 스마트팜융합바이오시스템공학과 모창연 교수 연구팀이 농촌진흥청과 공동으로 세계 최초 「인공지능（AI） 기반 꿀벌응애 실시간 검출장치 ‘비전（BeeSion）*’」을 개발했다. *BeeSion: ‘Bee（꿀벌）’와 ‘Vision（시야）’의 합성어로, 꿀벌응애 등 병해충을 빠르고 정확하게 검출하는 장치 이름 이번 성과는 반복되는 겨울철 꿀벌 집단폐사의 주요 원인으로 지목된 ‘꿀벌응애’를 신속하고 정확하게 진단함으로써 양봉 산업의 지속가능성을 높이는 획기적 계기가 될 것으로 평가된다. ‘꿀벌응애’는 벌집 내부에 서식하며 꿀벌에 기생해 직접 피해를 주거나 바이러스를 전파해 폐사를 유발하는 해충으로, 전 세계적으로 꿀벌 피해를 일으키는 주요 요인으로 꼽히며, 기존에는 육안 검사나 설탕법 등을 활용했으나, 벌통 하나를 정밀 진단하는 데 30분 이상 소요되는 등 노동집약적이고 비효율적인 방식이 문제로 지적돼 왔다. 이번에 개발된 ‘비전（BeeSion）’은 벌집판（소비판）을 촬영한 영상을 AI로 분석해 꿀벌응애뿐만 아니라 백묵병 감염 꿀벌, 날개 기형 꿀벌 등 16개 항목을 자동 식별한다. 진단 시간은 벌집판 1장 기준 약 30초로 기존 방식보다 획기적으로 단축됐으며, 꿀벌응애 검출 정확도는 97.8％에 달한다. 또한, AI 기반 분석 결과를 통해 꿀벌응애 발생 밀도에 따라 ▲검사 주기 확대 ▲방제 필요 ▲집중 방제 등 과학적인 방제 기준을 제시할 수 있어, 약제 오남용을 막고 피해를 최소화할 수 있다. 실제 현장 실증 결과, 벌통 150개 규모 농가에서 연간 약 860만 원의 경제적 효과가 확인됐으며, 장치 도입비용（약 400만 원）은 1년 이내 회수가 가능하다. 모창연 교수와 농촌진흥청은 올해 산업체 기술이전을 통해 제품 생산에 돌입해, 수의사 중심 상담과 현장 실증을 거쳐 2028년부터 전국 양봉농가에 본격적으로 보급할 계획이며, 향후 양봉 사양관리 플랫폼과 연계해 맞춤형 방제 달력, 생육 모니터링, 예방 알림 기능 등을 추가해 디지털 기반의 정밀 양봉 관리 체계를 구축할 예정이다. 방혜선 농촌진흥청 농업생물부장은 “이번 성과는 경험에 의존하던 양봉 관리에서 데이터와 AI를 활용한 정밀 관리로의 전환점”이라며 “앞으로도 디지털 기반의 선제적 예찰 체계를 고도화해 꿀벌을 지키고 양봉 산업의 경쟁력을 높이겠다”고 말했다. 모창연 교수는 “이번 연구 성과는 양봉 농가의 노동 부담을 줄이고 방제 효율을 높여, 국내 농업의 안정성과 식량안보를 지키는 데 중요한 역할을 할 것”이라며 “앞으로도 농촌진흥청과 협력해 AI 기반 스마트양봉 기술을 더욱 발전시키고, 세계적 수준의 농업 디지털 전환 모델을 제시하겠다”고 밝혔다.
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- 작성자스마트팜융합바이오시스템공학과
- 작성일2025.08.22
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- 작성자스마트팜융합바이오시스템공학과
- 작성일2025.07.21
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- 작성자바이오시스템기계공학전공
- 작성일2024.09.11
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- 작성자바이오시스템기계공학전공
- 작성일2024.09.11
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- 작성자바이오시스템기계공학전공
- 작성일2022.12.29
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