| 초록 |
□ 연구개요 ■ 연구개요 ○ 연구배경 - 최근 전력난으로 가장 중요한 이슈로 떠오른 에너지 다변화를 위하여 바이오 미믹(Bio Mimic) 방법을 선택하여 인공세포막을 재건과 에너지하베스팅의 기술 발견 필요 ○ 목적 - 바이오 생체류(生體類) 즉, 전기뱀장어 (학명: Electrophorus electricus)류 이용 새로운 방식의 고효율 에너지하베스팅 기술을 통한 시스템 구현 □ 연구 목표대비 연구결과 ■ 연구결과 요약 (1) 바이오미믹 기법의 창의적 R&D실험 데이터 공유 ○ 자연에 존재하는 바이오 생체류들의 현상을 바이오미믹기법을 적용하여 R&D과 학기술의 실험으로 사용하는 근본적인 접근을 위한 새로운 실질적 오픈 프레임워크의 필요성 대두 ○ 바이오 생체류 즉, 잉어목(鯉魚目) 전기뱀장어 (학명: Electrophorus electricus), 전기가오리, 전기메기 등을 이용한 바이오 미믹(Bio-mimic) 방법을 선택하여 고효율 에너지하베스팅 시스템 구축 시 이미 셀 라이브러리를 생성하였음. ○ 생·화학적 후각 수용체 즉, 두족류(頭足類) 문어, (학명: Enteroctopus dofleini)의 빨판 구조 Albertin, C. B., Simakov, O., Mitros, T., Wang, Z. Y., Pungor, J. R., Edsinger-Gonzales, E., Rokhsar, D. S. (2015). The octopus genome and the evolution of cephalopod neural and morphological novelties. Nature, 524(7564), 220-224, 를 미믹한 센싱 매커니즘을 규명하여 데이터로 분류하는 작업은 아직까지 한 번도 시도된 적이 없음. (2) Ambient 데이터관련 기술의 패러다임 전환 ○ 지금까지 전 세계적으로 바이오미믹기술관련 데이터는 사용범위(국방, 전력, 의료, 뇌신경, 생·화 학, 제조, 기후) 광범위하여 활용분야가 대단히 넓음 ○ 예를 들면, 물리적으로 불가능한 바이오 생체류를 미믹 하는 인공적인 세포막의 모델 Jian Xu, David Lavan, “Designing artificial cells to harness the biological ion concentration gradient”, Nature, Nanotechnology, vol. 3, pp. 666-670, Nov, 2008 발표 이 美國 Yale 大에서 증명되었고 이를 인공적으로 재생하게 되어 최대전압 600 V 를 구현할 수 있는 세포막 구현 ○ 결국, 해양 생태계중심의 DB를 연구자들이 자연스럽게 모인 Northwestern University. Dr. Helmuth Lab, Access : http://www.northeastern.edu/helmuthlab/Research/Database.html 美國 노스웨트턴 大에서 있을 뿐, Ambient 데이터(센싱, Public, Cognitive 데이터)의 분류, 저장, 기록의 과학적 시도는 전혀 없음 (3) 융합학문의 진화 및 역할 ○ 컴퓨터 시뮬레이션으로 단백질 염기서열을 밝혔듯이 데이터 분야에서도 컴퓨터 시스템을 이용하여 바이오미믹기법을 관리하고 앞으로 나날이 발전할 R&D실험 데이터관련에 한계성을 해결해야 함 ○ 연구의 창의성과 독창적인 연구결과로 인해 국제 저명 학술지 (물리학 Science지, 재료 Cell지, 바이오 Nature지, 컴퓨터 IEEE 관련 저명학술지)등 게재 □ 연구개발결과의 중요성 ■ 연구결과 중요성 (1) 학문적, 인력양성 측면 ○ 융합 (컴퓨터공학, 수학자, 바이오공학, 재료공학, 생·화학) 학문분야 고급 인력 양성 ○ 차세대 오픈 프레임워크(E-OFW)의 최적의 데이터 전송속도 달성 (2) 기술적 측면 ○ 기존 기술에 비해 약 2배 이상의 출력특성을 지닌 차별화된 데이터 전송/변환 기술이 실현될 경우 다양한 융합 산업(예를 들면 IoT, 국방, 의료, 제조, 기후 등)부문에서 적용 가능 (3) 경제적 측면 ○ 국내에서도 정부주도 R&D 기술 개발이 있지만, 향후 새로운 데이터변환기술과 시스템이 도모되어야 선진기술을 선 확보할 수 있음. (4) 기타 기대효과 ○ 빅데이터와 생화학적 만남의 시대에 맞추어서 `데이터국가 인식 확산 → 사회적 공감대 형성 ○ 생·화학·의학 분야의 개발을 통한 사회적으로 연구 문화의 확산 → 선진기술국가 실현 ○ 연구의 창의성과 독창적인 연구결과로 인해 국제적 저명 학술지에 게재 → 과학기술 발전에 기여 ■ 부문별 연구결과 중요성 (1) 산업 부분 ○ 다양한 산업(예를 들면 IoT실험, 전력R&D, 국방, 제조, 의학실험등) 부문과 연동되어 새로운 일자리의 창출 및 매출의 증대 등으로 사회 안정에 기여. ○ 바이오미믹기술을 활용하기 용이한 재료공학, 소재공학, 생·화학등의 산업 (2) 국방 부분 ○ 생화학적 바이오미믹 기술적용 군 위장, 군복 등 분석을 통한 국방 군수물자 분야 ○ 국방인력의 재활치료와 정보기능 및 에너지 분야 (3) 에너지 부분 ○ 바이오미믹 기술 적용한 전력R&D, 국방R&D, 의학R&D 관련 사회 이미지 연관 및 인식 확산 ○ 바이오에너지를 생산과 데이터 저장으로 신재생에너지 효율 증가로 인한 국가 에너지 절감 (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
