한빛사 인터뷰
- 등록2024-05-20
- 조회513
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
본 연구는 새로운 형태의 체내삽입형 센서를 소개합니다. 기존에 개발된 웨어러블 소자부터 많은 체내삽입형 소자는 대체로 평면형으로 구성되어 있습니다. 그러나 이러한 평면형 구조의 센서는 복잡한 구조(1D, 3D)의 인체 장기와 결합하기 쉽지 않습니다. 그래서 저희 연구실에서는 복잡한 구조에서도 안정적으로 결합할 수 있는 1차원 구조의 센서를 개발하고 있습니다. 이를 발전시켜 이번 연구는 봉합사형 센서를 개발한 것입니다.
대부분의 수술에서 봉합사는 필수적으로 사용됩니다. 이러한 봉합사를 센서로 만든다면 편리하게 임상에서도 적용될 수 있을 것이며, 그래서 센서가 봉합사가 될 수 있는 봉합사형 센서를 개발하였습니다. 본 논문에서는 기존에 제시된 봉합사형 센서 소자보다 생체적합성을 높이고, 무선 신호 측정 성능을 높이고, 체내 안정적 동작을 위해 면역 방지 코팅 기술이 적용되었습니다. 또한 돼지 아킬레스건 파열 모델에 적용되어 10주간 돼지의 아킬레스건 회복 과정에서 가해지는 스트레인을 측정하였고 이를 분석하기 위해 돼지 다리의 근골격계 연조직 분석 모델을 설계하였습니다. 설계한 모델을 바탕으로 회복 과정 중 가해지는 스트레인을 돼지 아킬레스건의 강성(Stiffness)으로 분석해냈고, 정량적인 회복 지표를 이끌어냈다고 할 수 있습니다. 이를 바탕으로 추후 실제 임상에 적용된다면 회복 지표를 정량적으로 모니터링 하면서 회복에 도움이 될 수 있게 개인맞춤형 재활 프로그램을 설계할 수 있을 것으로 생각합니다.
이처럼 저희가 개발하고 있는 1차원 형태의 전자소자는 무궁무진한 가능성이 있다고 생각합니다. 1차원 구조이기 때문에 기존에 옷을 만드는 방법과 자수를 이용하여 웨어러블 소자를 쉽게 만들 수 있고, 체내에 넣을 때도 주변 환경에 맞추어 쉽게 변형이 가능하기 때문에 안정적인 고정이 가능합니다. 이러한 장점 덕분에 최근에 각광받고 있는 분야이면서 연구가 많이 진행되고 있는 분야인 것 같습니다. 현재 연구실에서 개발하고 사용하는 전도성 섬유도 실제 옷에 사용되는 실을 기반으로 제작하고 있기 때문에 얇으면서도 기존 기술을 적용하기 쉽다는 장점이 있습니다. 이러한 장점들을 이용하여 추후에는 사람에 안정적이면서 쉽게 결합하는 웨어러블 소자, 체내삽입형 소자 등을 만드는 것이 목표입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 현재 DGIST 로봇및기계전자공학과 이재홍 교수님께서 이끌고 계시는 Soft Bioelectronics Lab ( SoBiLab, https://www.dgist-sobilab.com/ )에 소속되어 있습니다. 저희 연구실은 1차원 구조의 실을 기반으로 웨어러블 소자부터 체내삽입형 봉합사형 소자, 로봇을 위한 촉각 센서 등을 정말 다양하고 폭넓게 연구하고 있습니다. 다양한 분야를 하지만 1차원 구조의 전도성 섬유를 기반으로 발전시키고 있으며 연구실의 큰 줄기안에서 각자의 관심분야로 세부 연구주제가 뻗어나가고 있습니다. 연구실 구성원들 모두가 정말 열정있고 유능하기 때문에 다양한 분야에 대해서 서로 공유하고 토론하며 많은 것을 배울 수 있습니다.
그리고 제가 소속되어 있는 DGIST는 최근 빠른 속도로 발전하고 있는 신생 학교라고 할 수 있습니다. 신생 학교이기에 시설이 깨끗하고 장비들도 대체로 새 장비가 많습니다. 그럼에도 연구 시설 투자에는 돈을 아끼지 않아서 정말 다양한 장비를 보유하고 있습니다. 그래서 장비 사용에서 문제가 있었던 적이 없을 정도로 많은 장비를 보유하면서도 깨끗하게 잘 관리되어 좋은 결과를 많이 얻을 수 있었습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
연구활동에서 가장 중요한 것은 끈기인 것 같습니다. 본 논문도 제가 학부 3학년 인턴을 할 때부터 수행하던 것이 3년만인 석사 1년차가 끝나자 마자 나온 것입니다. 이 과정까지 중간에 실험 조건을 수정했던 적도 많고 동물 실험에 있어서도 센서가 잘 동작하지 않아서 개선을 여러 번 했었던 것 같습니다. 그러면서 센서의 전체적인 퀄리티가 제가 제일 처음 만들었을 때에 비해서는 정말 많이 나아졌고, 최종 동물 실험에서 센서가 좋은 성능을 보일 때 정말 뿌듯했던 것 같습니다. 저의 첫 연구 프로젝트였는데 생각보다 큰 프로젝트 였기 때문에 중간 중간에 어렵고, 고민했던 시간도 많았던 것 같습니다. 그래서 지금와서 보면 정말 연구에서 끈기가 없었다면 못했을 것이라고 생각합니다. 이 과정에서 정말 많은 것을 배웠고 이 시간을 바탕으로 앞으로 어떤 일을 하든 하나의 일을 끈기있게 해나갈 수 있을 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저희 연구실에서 하고 있는 Fiber electronics는 정말 흥미로운 분야라고 생각합니다. 현재 반도체가 굉장히 주목받고 있는 분야인데, 그것만큼 저희 분야도 주목받을 수 있지 않을까 싶고, 저 개인적으로도 차세대 미래 기술을 개발한다는 생각으로 매일 연구를 수행해나가고 있습니다.
저는 원래 학부 입학시에는 생물학을 전공하고자 했고, 이후 전기전자 전공으로 바꾸어서 과목들을 수강했기 때문에 나름 폭넓게 다양한 과목을 수강했던 것 같습니다. 이러한 것이 현재 대학원 생활에서 많은 도움이 되었던 것 같습니다. 저희가 하는 분야는 융합 연구가 활발히 일어나고 있는 분야인데 다른 분야 과목들도 폭넓게 들었던 것이 다양한 내용에 대해서 이해하고 받아들이는데 큰 도움이 되었던 것 같습니다. 그렇기에 다양한 내용을 접해보고 경험해보면 저희 분야처럼 미래 융합 기술 분야에 오셔서도 쉽게 적응하실 수 있을 것이라 생각합니다. 새로운 분야에 대해서 두려움보다는 패기로 접근하시면 어디 분야를 가셔서도 잘하실 수 있을 것 같습니다!
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
이번 논문은 개발한 봉합사형 시스템을 동물에 삽입하고 동물을 마취시켜 다리를 움직여 측정하였습니다. 다음으로는 마취시키지 않고 동물이 깨어서 움직일 때 측정할 수 있는 장치를 만들어서 동적 상태에서의 움직임을 분석해내고 싶습니다. 그리고 현재 본 논문에서 제시한 구조를 바탕으로 다양한 기능(전기 자극, pH 센싱 등)을 더할 수 있는데 이러한 기능을 더하여 여러 기능을 통합한 멀티모달 봉합사형 소자를 개발하고 발전시키고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
가장 먼저 저를 믿어주시고 3년간 이 프로젝트를 맡겨주신 이재홍 교수님께 감사드리고 싶습니다. 학부 3학년에 무작정 이 분야에 관심있다고 찾아온 저를 지도해주시고 지금까지 이끌어주셔서 지금 분야에 대해서 많은 것을 알 수 있었고 실험 경험도 많이 쌓을 수 있었습니다. 그리고 최종적으로는 본 논문이 출간될 수 있었기에 정말 감사하다는 말씀 드립니다. 또한 이 연구를 수행할 때 많이 도와주시고 응원해주셨던 연구실 구성원 분들, 공동연구자님들 모두 논문 출간까지 도와주셔서 감사하다는 말씀 드리고 싶습니다. 특히 연구실 구성원 분들은 랩 초창기라 다들 바쁨에도 선뜻 나서주시고 여러 부분에서 배려해주셔서 감사했습니다. 그리고 대학원 생활 과정 중 여러 어려움이 있었을 때 제가 의지할 수 있었던 윤태리 선배님 감사합니다. 또한 저를 응원해주고 제 옆에 있어줬던 많은 친구들, 선후배님들 감사합니다. 여러분들이 저를 응원해주신 것처럼 저도 언제나 여러분들의 미래를 응원하겠습니다. 추가적으로 졸업생에게 아낌없는 응원을 보내주시는 인천하늘고 선생님들께도 감사를 전하고 싶습니다. 마지막으로 항상 저를 믿고 기다려 주시는 부모님, 가족분들께 감사를 전하고 싶습니다.
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