요약
시각장애인의 삶의 질 향상을 위한 새로운 인공 안구 기술이 개발되었습니다. 기존의 전기 신호를 전달하는 방식이 아닌, 단순한 구조로 시각 피질 세포의 역할을 수행할 수 있는 투명 시각피질을 활용하여 높은 에너지 효율을 구현합니다.
이 기술은 FTO층, 산화티타늄층, 산화니켈층을 통해 불 균일한 빛의 조사에 반응하여 광전류를 생성하며, 간단한 구조로 제조 비용을 낮추고 유지 보수가 용이합니다. 또한, 높은 투과율과 방향 감지 능력을 통해 시각장애인의 인공안구뿐만 아니라 VR, AR 기기, 자율주행 자동차, 로봇의 시각 센서 등 다양한 응용 분야에서 활용될 수 있습니다. 이로 인해 시각 복원 기술의 상용화 가능성과 시장 확장성이 기대됩니다.
기본 정보
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특허명: 인공안구를 위한 투명 시각피질
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발명자: 김준동 교수
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출원번호: 10-2019-0095686
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등록번호: 10-2278552
상세 정보
발명의 배경과 필요성
기술의 배경과 문제점
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전 세계적으로 시각장애인의 삶의 질 향상이 중요한 과제로 대두되고 있음. 특히, 인공 안구를 통한 시각 복원이 큰 관심을 받고 있음.
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기존의 기술은 망막에 전기 신호를 전달하여 시각 정보를 처리하는 방식이 주를 이룸. 그러나, 전기 신호를 직접 입력받는 방식은 구조가 복잡하고 에너지 효율이 낮음.
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Hubel과 Wiesel의 연구에서 시각 피질 세포의 출력이 빛의 방향에 민감함이 발견됨. 이를 바탕으로 기존의 여러 시도가 있었으나, 아직도 개선이 필요함.
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따라서 단순한 구조로 시각피질의 역할을 수행할 수 있는 새로운 인공안구의 개발이 시급함.
기술의 필요성
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인공 안구의 효율성과 정확성을 높이기 위해 투명 시각피질을 활용하는 기술이 필요함. 이는 불 균일한 빛의 조사에 의해 평면 내 광전류를 형성하여 시각 정보 전달 가능.
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새로운 기술은 인간의 실제 신경작용을 모방하여 낮은 에너지로 높은 효율을 발휘할 수 있음.
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간단한 구조를 통해 고비용 문제를 해결하고, 사용자에게 더 나은 시각복원 솔루션을 제공할 가능성이 있음.
구현 방법
기술의 원리
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본 발명은 FTO층, 산화티타늄층, 산화니켈층의 구조를 통해 시각피질을 구현함. 이 구조는 각 층이 불 균일한 빛의 조사에 반응하여 광전류를 생성함.
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산화티타늄층 및 산화니켈층은 헤테로 구조를 형성하고, 불 균일한 광 조사에 의해 층 내 광기전효과로 인해 평면 상 광전류를 형성함.
구체적인 구현 방법
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FTO층을 유리 기판에 코팅하여 기본 구조를 형성함. 이어서 스퍼터링을 통해 티타늄 타겟을 증착하고 급속 열처리를 통해 산화티타늄층을 형성함.
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산화니켈층은 니켈 타겟을 스퍼터링하여 제작됨. 세 층은 함께 투명 시각피질을 형성하며, 높은 투과율을 유지함.
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전극층으로 은나노와이어를 추가하여 전기적 접합을 강화하고, 광전류 생성을 최적화함.
기술의 장점
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간단한 구조로 기존 기술에 비해 제조 비용이 낮고 유지보수가 쉬움.
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높은 투과율을 통해 실제 안구와 유사한 시각적 특성을 제공할 수 있음.
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광 자극의 방향을 감지할 수 있어 시각 정보 처리가 용이함.
발명의 활용 방안
활용 방안
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인공 시각복원 기술로 활용될 수 있으며, 특히 시각장애인의 인공안구로 사용될 수 있음.
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가상 현실(VR), 증강 현실(AR) 기기에도 적용 가능하며, 다양한 광 센서와 결합하여 새로운 형태의 시각 인터페이스로 발전시킬 수 있음.
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자율주행 자동차나 로봇의 시각 센서로도 활용 가능함. 고성능의 광 센서로 좌우 방향 감지 능력이 있기 때문.
기대효과
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인공 시각 기술의 도약으로 시각 장애인의 삶의 질이 크게 향상될 것으로 기대됨.
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제조비용 절감과 효율성을 통해 상용화 가능성이 높아짐.
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다양한 산업에 응용될 수 있어 향후 시장 확장 가능성이 매우 큼.
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정확한 빛의 방향 감지를 통해 기존 시각 기술을 대체하거나 보완할 수 있음.
시장 동향
인공안구 시장 동향
투명 시각피질 기술 응용 분야
대표도면
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