장점: 객관적으로 맛을 판단하고 수치로 표현해 정량화할 수 있다. 사람의 혀가 맛을 시험할 수 없는 독성 물질이나 비위생적인 물질에도 사용될 수 있다.

활용

-식품 생산 중에 식품의 품질과 신선도를 평가하고 불량품이나 오염을 감지 할 수 있다.

-가짜 약이나 불량 약을 구별할 수 있다.

-화학 플랜트 폐수의 품질을 평가한다.

<장점 및 활용>
인공 달팽이관은 청각에 문제가 있는 사람들이 청각기능을 다시 사용할 수 있게 도와준다. 때문에 의사소통에 있어서 큰 도움을 줄 수 있다. 또한 고도감각신경성 난청을 앓고 있는 성인과 어린이들에게 있어 안전하고 믿을 수 있으며 매우 효과적인 치료방법이다.

https://www.snubh.org/dh/main/index.do?DP_CD=NCD9&MENU_ID=005004010

https://m.terms.naver.com/entry.naver?docId=1719886&cid=42062&categoryId=42062

포항공대(포스텍)는 연구를 통해 사람 손가락 감각을 모사한 ‘인공 전자 피부’ 개발에 성공했다고 밝혔다.

지금까지 개발된 다감각 센서는 단일 감각 민감도를 높이거나 물체 재질 정보만 알아낼 수 있을 뿐 물체 종류를 구별하기는 어려웠다.연구팀은 사람 피부 지문을 구조적으로 모사해 표면에 미세 주름을 지닌 얇은 고분자 탄성체 박막을 만들고 그 속에 은나노와이어와 산화아연 나노와이어를 분산시켜 높은 신축성을 지닌 다감각 인공 전자 피부를 만들었다.개발된 센서 소자는 압력, 인장, 진동 등 자극에 따라 각각 다른 종류 전기적 작동 원리를 선택적으로 작용해 외부 자극을 구별한다.또 물체를 문지르면서 발생하는 복합적 전기 신호를 분석해 접촉하는 물체 종류와 재질을 동시에 구분한다.연구팀은 개발한 인공 전자 피부를 로봇 손에 붙여 접촉하는 천연소재, 세라믹, 금속, 합성 고분자 등 물질을 구별할 수 있다는 사실을 확인했다.

거칠거나 끈적하거나 딱딱하다는 물체 질감도 구별할 수 있음을 밝혀냈다.연구팀은 인지 정확도 면에서 사람 피부 감각보다 뛰어나다고 밝혔다.

 전자혀는 어떤 맛이라고 말하는 대신, 어떤 물질이 어떤 다섯 가지 맛의 조합을 가졌는지 수치로 기록한다. 물질이 가진맛 지문을 모을 수 있는 셈이다. 맛 지문을 파악할 수 있다면, 다양한 일에 쓸 수 있다. 사람이 하면 위험한 작업을 대신하거나, 자동으로 물질 상태를 판별하거나, 독성 물질을 확인하거나,위험 상황에서 연구원을 대신해 물질을 분석하기 위해쓰인다. 다른 전자혀는 화학 플랜트 폐수의 품질 평가를 위해 쓰인 적도 있고, 살충제와 페놀 성분 검출을 위해 쓰이기도했다. 가짜 약이나 불량약을 구별하기 위해 쓸 수도 있다고 한다. 박테리아의 유형을 구별해, 세균 감염을 조기에 식별하는 연구도 성공했다. 캡사이신 농도를 측정해 매운 정도를 판별하는 전자혀도 나왔다.이런 특징을 가진 전자혀는 주로 산업이나 식품 연구, 의료 연구용으로 쓰인다.

 앞으로의 전자혀의 미래는 좀 더 다양한 용도로 쓰일 가능성도 크다. 지금까지 전자혀는 식품, 제약, 의료, 안전, 물 분석산업을 중심으로 쓰였다. 품질과 신선도를 평가하고, 불량품이나 오염을 감지하고, 맛을 평가하기 위해서.  의료 분야에선 혈액이나 소변, 땀을 모니터링하기 위한 용도로도 개발 중이다. 살충제나 독극물, 토양 및 수질 오염을 확인하기 위해서도 쓰일수도 있다고 한다.

등의 별별 기능이 추가되었다.  
청각의 손실로부터 온 청취능력을 보청기 메이커의 독자적인 프로그램을 이용한 피팅으로 대부분 문제를 해결할 수 있으며 스마트 기기와 동시 연동이 가능한 점이 장점이다. 

무엇보다도 심미적인 부분이 상당히 개선되어서 머리카락을 옆으로 넘겨도 눈에 잘 띄지 않고, 귀만을 뚫어지게 쳐다보지 않는 이상 보청기를 했는지도 모를 정도로 크기가 작아졌다. 

2019년 11월 18일 한국전자통신연구원(ETRI)이 사람의 날숨으로 폐암을 진단할 수 있다고 발표한‘전자코’는 데스크톱 컴퓨터 크기로 날숨 샘플링부, 금속산화물 센서 모듈, 데이터 신호처리부 등 세 부분으로 나뉩니다.

전자코 센서는 폐 속 암세포가 생성하는 휘발성 유기화합물을 감지합니다. 센서로부터 얻은 데이터를 인공지능(AI) 기계학습 알고리즘으로 분석해 폐암 환자를 판별합니다.

배양피부는 생체에 생착시켜 피부이식을 대체하려는 것으로, 1~2도의 심한 화상 때문에 자력으로 표피세포를 재생시킬 수 없는 환자나 자기 몸에서 이식용 피부를 채취할 수 없는 환자, 외상성 피부 · 욕창의 흔적 등의 미용정형 등 창상 피복만으로는 치료하기 어려운 경우에 적용한다. 기본적인 과정은 환자에게서 채취한 세포를 배지에서 배양하여 생분해성으로 생체친화성이 큰 고분자막 위에 세포를 층상으로 겹쳐 쌓아 이 구조물을 이식한다.

따라서 저전력 후각 시스템을 구축하기 위해, 생물학적 후각 시스템을 모방해 센서 단에서 스파이크 형태로 정보를 전달하는 `인 센서 컴퓨팅(In-Sensor Computing)' 기반 뉴로모픽 후각 시스템이 주목을 받고 있다.

이러한 뉴로모픽 후각 시스템을 구현하기 위해서는 인간의 후각 뉴런처럼 화학 신호를 스파이크 형태의 전기 신호로 변환해주는 구성 요소가 필요하다. 하지만, 일반적인 가스 센서는 이러한 기능을 수행할 수 없다.
연구팀은 반도체식 금속산화물 기반 가스 센서와 단일 트랜지스터 기반 뉴런 소자를 이용해, 가스를 인식해 스파이크 신호를 출력할 수 있는 뉴로모픽 반도체 모듈을 개발했다.

 나노와이어 밀도를 사용하면 사람 눈에 있는 광수용체보다 최대 10배 이상 늘릴 수 있는 만큼 사람의 눈보다 높은 해상도를 가질 수있다.
망막 속 광수용체는 빛을 감지해 전기적 신호로 바꿔 신경을 통해 뇌로 전달하는 역할을 한다.
 그리고 인공눈은 지름 2cm로 속이 전기가 통하는 전도성 액체로 채워져 있다.  실제 사람 눈과 크기가 비슷하지만 빛을 감지하는 속도가 더 빠르다.
인공눈은 30~40 밀리초(1000분의 1초)만에 빛을 감지하는 반면 사람 눈은 40~150 밀리초가 소요된다. 최대 5배 가량 인식 속도가 빠른 셈이다.

연구팀은 태양전지를 만들 때 활용되는 페로브스카이트라는 물질을 이용해 밀도가 높고 가벼울 뿐만 아니라 빛에 민감한나노와이어로 연결된 반구형 인공 안구를 개발했다. 

이렇게 만든 인공눈은 알파벳 문자를 정확하게 인식할 수 있음을 연구팀은 확인했다. 이번에 만든 인공 눈은 개념증명장치이기 때문에 100픽셀 정도이며 픽셀당 3개의 나노와이어가 연결돼 있어 해상도가 낮았다. 그렇지만 연구팀은 나노와이어 밀도를 사람 눈에 있는 광수용체보다 최대 10배 이상 늘릴 수 있는 만큼 사람의 눈보다 높은 해상도를 가질 수 있다고 설명했다. 

전자혀는 맛을 측정하고 수치화해서 비교/평가하는 기기다. 우리가 혀에 있는 1만여 개의 미뢰를 통해 맛을 느끼는 것처럼, 전자혀는 미각 센서를 통해 맛을 느낀다. 우리 혀가 느끼는 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛, 감칠맛을 센서를 통해 감지해, 숫자로 바꾼다. 쉬워 보이지만 아직 제대로 구현되진 못했다. 

당도계나 염도계처럼 특정 성분량을 재는 기기는 있지만, 사람 같은 전자혀는 아직 나오지 않았다. 시/촉/청각 기술과는 다르게, 미각은 후각과 함께 천천히 발전하고 있는 감각 기술이다. 

왜 그럴까? 분명히 혀는 다섯 가지 맛을 느끼지만, 우리 뇌에서 느끼는 맛은 종합 예술에 가깝다. 재료, 냄새, 씹히는 느낌, 먹는 순간의 분위기 등이 모두 조합된 결과다. 특히 후각이 중요한 역할을 한다. 맛을 내는 물질도 수도 없이 많다.

심지어 어떤 맛은 미뢰에서 느끼지도 않는다. 매운맛은 통각으로 분류되고, 떫은맛은 혀의 상태에서 비롯된다. 이 모든 게 어떻게 조합되는지는 아직 밝혀지지 않았다. 그래서 예전에는 맛을 측정한다는 생각을 하지 않았다. 식재료나 음식에 들어간 특정 성분을 측정한다는 개념만 있었다.  

성분을 측정한다는 개념을 바꾼 사람은 일본 규슈 대학의 키요시 토코(Kiyoshi Toko) 교수다. 햄버거에 당근이 들어가자 맛이 좋아지는 것에 호기심이 생겨 시작한 미각 연구를 통해, ‘맛을 측정한다’라는 개념을 제시하며, 미각 센서 개발에 성공했다. 맛은 혀가 느끼지 않는다. 혀는 맛을 내는 물질이 미각 세포에 닿을 때 흐르는 전기를 느낀다. 그 느낌은 신경 세포를 통해 뇌로 전달되어, 어떤 맛이란 걸 알게 된다. 진짜 맛은 미각 세포와 후각, 뇌가 함께 만든다고 할 수 있다. 미각 센서는 그 원리를 이용했다. 

인공 세포막을 개발해 다섯 가지 기본 맛을 판별할 수 있는 센서를 만들었다. 딱, 혀가 하는 일만 비슷하게 따왔다. 지금은 전자화학 센서부터 바이오, 광학 센서까지 다양한 센서 기술이 사용 된다.
https://adipo.tistory.com/m/entry/%EB%A7%9B%EB%B3%B4%EB%8A%94-%EA%B8%B0%EC%88%A0-%EC%A0%84%EC%9E%90%ED%98%80-%EC%9D%B8%EA%B3%B5-%EC%84%B8%ED%8F%AC%EB%A7%89-%ED%86%B5%ED%95%B4-%EB%8B%A4%EC%84%AF-%EA%B0%80%EC%A7%80-%EA%B8%B0%EB%B3%B8-%EB%A7%9B-%ED%8C%90%EB%B3%84

 단맛·짠맛 등의 맛을 정량적으로 측정할 수 있는 미각 센서는 식품·주류 개발에 응용되고 있음. 하지만 떫은맛은 기존과는 다른 원리로 작동하는 센서가 필요함. 떫은맛은 와인이나 과일에 들어있는 물질인 ‘탐닌’이 혀 점막을 압박할 때 생기는 촉감을 사람이 맛으로 느끼는 것으로, 다른 맛들과 감지 방식이 다르기 때문임.

연구팀은 미세한 구멍이 많은 ‘뮤신’이라는 물질을 이용해 혀 점막을 모방한 전자 혀를 개발했음. 뮤신은 ‘떫은맛 분자’인 탄닌과 결합하면 전기전도도가 변하는 특성이 있음. 이를 이용해 떫은맛을 전기 신호로 검출할 수 있음. 

 연구팀은 전자 혀로 와인의 떫은맛을 감지하는 실험을 했음. 그 결과 전자 혀는 레드와인, 화이트와인 등 와인 종류별로 떫은맛을 정량적으로 감별했음. 센서에 물질이 닿는 즉시 맛을 느낄 정도로 감지 속도도 빨랐음.

 전자 혀는 사람이 느끼는 떫은맛의 수십분의 1 수준의 옅은 맛도 느낄 수 있음. 연구팀은 "미각 전문가는 수십 마이크로몰 농도의 떫은맛을 검출할 수 있는 데 반해 이번에 개발된 전자 혀는 2~3마이크로몰 농도 수준의 떫은맛까지 검출할 수 있다"고 설명함.

청력이 정상인 사람은 평균 50dB의 소리를 편안하게 듣는다.

예를 들어 저음역은 정상이고 고음역인 3000Hz~8000Hz까지의 난청이 있는 사람이

70dB의 소리를 편안하게 듣는다고 가정 할 때

마이크는 50dB의 소리를 받아 들이며

엠프는 난청이 있는 고음역의 소리를 증폭하여 70dB의 소리를 만들고

스피커는 엠프로 증폭된 70dB의 소리를 귀로 전달해 준다.

최근 영국 리즈대 연구팀이 처음으로 새로운 전자혀 개발의 가능성을 열었다. 연구팀은 성인 15명의 혀 표면을 광학 스캐닝 기술로 분석했다. 돌기의 밀도, 지름, 높이를 측정해 그 전체 구조를 컴퓨터로 재구성했다. 재구성한 구조를 설계도로, 실리콘을 재료로 삼아 3차원(3D) 프린터로 출력했다. 실리콘 표면이 적절한 수분을 머금을 수 있도록 계면활성제를 첨가, 실제 혀의 습윤성을 구현했다.

실험결과 실리콘 표면은 사람 혀와 비슷한 마찰 특성을 보였다. 전자혀에 활용할 경우 사람과 비슷한 식감을 느낄 것이라는 의미다. ‘식감센서’에 닿는 음식물의 마찰 특성을 측정한 후 아삭함, 부드러움, 질김 등으로 분류해 식품 개발자들에게 알려줄 수 있다. 연구팀은 "혀를 모방한 표면은 식품·의약품 개발을 가속화하고 소프트로봇 분야에 응용될 수 있다"고 했다.

 

1976년 설립된 신주과학단지는 TSMC 본사를 비롯하여 500여 개의 하이테크 기업이 입주한 대만의 대표적인 첨단산업단지로 특히, 세계 1위 반도체 기업으로 성장한 TSMC를 중심으로 UMC(파운드리 세계 3위), ASE(패키징 세계 1위), 미디어텍(설계 세계 4위) 등 유수의 반도체 기업이 밀집한 시스템반도체 강국 대만의 핵심 산업단지이다.
신주과학단지를 찾은 이 시장은 천수주 부국장을 비롯한 관계자들과 만나 과학단지를 둘러보며 연구·개발된 기술을 기업으로 창업시키고 세계적인 기업들로 성장시킨 신주과학단지의 경험을 청취했다.
 
이 시장은 대덕연구개발특구와 신주과학단지가 정부 출연연을 중심으로 조성되는 등 대덕특구와 비슷한 환경과 성장 배경을 가지고 있음에 동질감을 가지면서 “세계 최고 수준의 기술과 인재라는 잠재력을 가진 대덕연구개발특구를 반도체 세계일류기업이 탄생하는 대덕특구로 재창조할 것”이라며, 아시아를 대표하는 과학특구로서 신주과학단지와 대덕연구개발특구가 상호협력할 수 있기를 기대한다고 말했다.
 
이 시장은 이어 대만 반도체산업 중흥을 이끌어 온 세계적 응용기술연구소인 공업기술연구원(ITRI)를 찾아 위샤오센 총운영장의 안내로 연구시설을 시찰했다
신주과학단지 설립에 앞서 1973년 정부 주도로 설립된 공업기술연구원은 연구개발·창업지원·기업지원을 통하여 기술과 인재를 공급하며 반도체를 비롯한 대만 첨단산업 발전에 크게 기여했다.
 
반도체 파운드리 기업인 TSMC와 UMC는 공업기술연구원에서 배출한 대표적인 기업으로, 연구 프로젝트를 통해 개발된 기술과 인력을 바탕으로 정부의 창업지원을 받아 분리 창업한 기업이다.
 
한편 이장우 대전시장을 비롯한 대표단은 14일부터 18일까지 4박 5일의 일정으로 대만과 싱가포르를 찾아 반도체와 바이오산업 분야 선도적 기관과 기업체를 방문한다.

플라스틱 암핏 프로젝트는 냄새부터 지문에 이르기까지 거의 모든 것을 감지할 수 있는 전자장치 개발을 목표로 하고 있다. 그리고 이 프로젝트에는 ‘인공 코’ 개발도 포함돼 있다.

인공 코는 체취에 존재하는 다양한 가스 형태의 화학 물질을 알아낸 후, 이 냄새를 1~5로 순위를 매긴다.

이를 위해 얇은 플라스틱 필름의 시트를 만들고, 가스 감지 기술을 통합시킨다. 그 후, 8개의 센서를 넣어 체취에 존재하는 가스의 분자들을 묶는다. 그러면 AI가 분자를 해석하고 체취가 얼마나 강한지 순위를 매기게 된다.

장점: 인공 코 기술이 식품 포장재에 적용되면 농산물이 신선도를 유지하고 있는지 효과적으로 모니터링할 수 있다. 따라서 음식의 부패▪︎상함의 여부 등을 확인해야할 때 사람들이 더이상 음식을 먹거나 냄새를 맡거나 만져봏 필요가 없어진다.
단점: 식품 포장 산업에 인공 코를 도입시키는 것은 포장 비용을 증가시키게 된다. 사람들은 이에 납득하기 어려운 문제가 될 것이라는 우려도 있다. 돼지 허라 고기 같은 경우 상한 것처럼 보이더라도 소시지로 만들 수 있기 때문에 기술의 유연성이 필요하다.

활용: 식품의 부패 여부를 판단하는데에 사용될 수 있으며,, 인공 코 기술은 모든 응용과학 영역에서 적용될 수 있다고 한다.

그래서 이미 센서 기술 영역에서 상당한 주목을 받고 있는 기술입니다.


구글 https://naver.me/xZO04zQI

최근 영국 리즈대 연구팀이 처음으로 식감을 감지하는 기술을 개발했다. 연구팀은 성인 15명의 혀 표면을 광학 스캐닝 기술로 분석했다. 돌기의 밀도, 지름, 높이를 측정해 그 전체 구조를 컴퓨터로 재구성했다. 재구성한 구조를 설계도로, 실리콘을 재료로 삼아 3D 프린터로 출력했다. 실리콘 표면이 적절한 수분을 머금을 수 있도록 계면활성제를 첨가, 실제 혀의 습윤성(표면에 수분이 배어드는 성질)을 구현했다.

실험결과 실리콘 표면은 사람 혀와 비슷한 마찰 특성을 보였다. 전자혀에 활용할 경우 사람과 비슷한 식감을 느낄 것이라는 의미다. ‘식감센서’에 닿는 음식물의 마찰 특성을 측정한 후 아삭함, 부드러움, 질김 등으로 분류해 식품 개발자들에게 알려줄 수 있다.

 
음식, 음료 등 식품을 개발할 때 맛을 객관적으로 평가하는 일이 필요하다. 피실험자를 모집하는 경우 시간과 비용이 많이 들고 맛에 대한 평가가 주관적일 수 있다. 맛을 내는 성분들의 농도를 정량적으로 측정하는 전자혀가 필요한 이유다. 전자혀는 의약품 개발 과정에도 활용된다. 약의 쓴맛을 줄여주는 물질을 첨가할 경우 아직 안전성이 확인되지 않은 약물을 전자혀가 대신 맛볼 수 있다

https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2020/11/13/2020111303087.html?outputType=amp

와인이나 덜 익은 과일을 먹으면 입안이 텁텁해지는 떫은맛을 느낄 수 있다.

타닌과 같은 '떫은맛 분자'가 혀 점막 단백질과 결합해 만들어지는 물질(응집체)이 점막을 자극(압력)하고, 인체는 이를 떫은맛으로 인식하는 것이다. 

반면에 단맛이나 짠맛은 혀 돌기 속 미뢰(맛 감지 세포 덩어리)가 감지한다.
이미 개발된 단맛 등을 감지하는 전자 혀와는 달리, 떫은맛을 감지하려면 다른 원리로 작동하는 전자 혀 개발이 필요했다.

연구진은 떫은맛 분자와 결합하면 '소수성 응집체'가 만들어지는 '이온 전도성 수화젤'을 이용해 전자 혀 개발에 성공했다. 

혀 점막에서 일어나는 떫은맛 감지 원리를 모방한 것이다.

이 고분자 젤은 혀 점막 단백질 역할을 하는 '뮤신'과 염화리튬 이온을 포함하고 있으며, 미세한 구멍이 아주 많다. 

뮤신이 떫은맛 분자와 결합하면 미세 구멍 안에 '소수성 응집체 네트워크'가 만들어지는데, 이는 염화리튬 이온의 전도성(이온의 움직임 정도)을 변화 시켜 떫은맛을 전기적 신호로 검출할 수 있다.

연구진은 개발한 혀로 와인, 덜 익은 감, 홍차 등 떫은맛을 감지하는 실험을 했다.

그 결과 전자 혀는 레드, 화이트, 로제 와인 등 다양한 와인의 떫은맛 정도를 정량적으로 감별했다. 

특히 이 전자 혀는 감지할 수 있는 떫은맛 범위가 넓을 뿐 아니라, 센서에 접촉 즉시 떫은맛 정도를 알아낼 수 있다.

고 교수는 "훈련받은 전문가는 수십 μM(마이크로몰) 농도의 떫은맛을 검출할 수 있는데, 이번에 개발한 전자 혀는 2∼3μM 수준까지 검출할 수 있다"라면서 "제작이 간편하고, 분석을 위한 복잡한 시편 준비 과정이 없어 식품·주류 산업뿐 아니라 농업 등 다양한 분야에 적용할 수 있을 것"이라고 기대했다.

이번 연구는 미국과학협회(AAAS)가 발행하는 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances) 6일 자에 게재됐다.

 

 전자 눈 카메라는 이러한 전하를 읽어들여 이미지를 생성합니다. 이와 더불어 전자 눈 카메라는 전기적으로 높은 감도와 해상도를 갖추고 있어 차세대 이미지 센서로 주목받고 있습니다.

 

 

인공와우는 크게 체외 장치와 체내 장치로 구분됩니다. 몸 밖에 설치된 체외 장치는 마이크로폰(송화기), 음향처리기(언어합성기), 송신용 안테나(발신기)로 되어있고, 이때 마이크로폰과 송신용 안테나를 합쳐서 헤드셋이라고 합니다. 몸 안에 이식되는 체내 장치는 임플란트(수화기), 전극으로 구성되어 있습니다.

 

인공와우를 통해 소리를 듣는 과정은 다음과 같습니다.  

 

① 음향처리기의 마이크로폰이 음향을 포착하면 처리기가 음향을 디지털 정보로 전환
② 이 정보는 코일을 통해 피부 바로 아래 있는 임플란트로 전달
③ 임플란트는 전기 신호를 와우의 전극으로 보냄
④ 와우의 청각 신경 섬유가 신호를 포착해 뇌로 전달하면 소리 감각이 작동  

 

  

인공와우는 보청기와는 다릅니다. 두 가지 모두 감각신경성난청 환자에서 사용될 수 있지만 그 기능은 전혀 다릅니다. 보청기는 외부의 소리를 크게 증폭만 하는 것으로 달팽이관의 청각세포가 손상된 고도의 청각장애환자에게는 별로 유용하지 않습니다. 이것은 수력발전소에서 발전장치가 고장 났는데도 댐에서 떨어지는 물만 증가시킴으로써 전기 생산을 늘려보려는 경우와 유사합니다. 즉, 고장 난 발전장치를 새로운 것으로 교체해야만 전기 생성이 가능한데, 이때 새로운 발전장치에 해당하는 것이 인공와우입니다.

 

다시 말해, 보청기를 이용해 소리를 아무리 크게 증폭시킨다고 하더라도 중증의 장애를 가진 귀는 청각세포가 손상되어 있기 때문에 청신경을 자극하는 역할을 수행할 수 없습니다. 반면 인공와우이식술은 소리를 크게 증폭시키는 것이 아니라 달팽이관 안의 청각신경섬유를 직접 자극하여 소리를 인식하게 만드는 것입니다. 

귀속형 보청기에서 문제가 되었던 하울링음(feedback noise)을 추적하여 제거하거나, 음성의 모음 부분만 시간상으로 길게 들려주어서 천천히 말하는 것처럼 들리게 할 수 있으며, 초소형으로 제작하여 완전 매식할 수 있다. 또한 음성인식이 가능하고 콤팩트디스크 수준의 음질을 지니며, 극소형화하여 고막형 보청기에까지 채택된다. 21세기에 들어와서는 휴대폰 기능을 첨가하거나 언어번역 기능을 삽입하여 자동번역기로 사용할 수 있는 기술도 연구되고 있다. 가격이 비싼 편이나 대량생산이 가능해지면 가격도 낮아질 것으로 전망된다.

최근 가상(VR)·증강(AR) 현실, 메타버스(3차원 가상세계) 등 분야에서 인공 감각 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 인체의 감각기관처럼 정교하게 구현하기가 쉽지 않다.

사람은 다양한 유형의 촉각 수용기를 통해 압력, 진동 등 정보를 조합해 촉각을 감지하는데, 작동 원리가 복잡해 모사하기가 어려웠다.

연구팀은 나노입자 기반의 복합 촉각 센서를 만든 뒤 이를 실제 신경 패턴에 기반한 신호 변환 시스템과 연결하는 방법으로 사람의 촉각인식 기제를 모사해 냈다.

우선 피부 내 압력을 감지하는 반응과 진동을 감지하는 반응 수용기를 동시에 모사할 수 있는 압전소재(압력을 전기로 변환하는 소자)를적용한 전자 피부를 만들었다.

이어 실제 감각 신경을 추출, 다양한 감각에 의한 신호를 측정해 함수화했다.

연구팀이 개발한 감각 시스템을 지문 구조로 만들어 20여종의 직물을 분류하는 실험을 진행한 결과, 99% 이상의 정확도로 직물의 질감에 따라 서로 다른 종류를 구분해낼 수 있었다.

가상현실 등 디지털 산업은 물론 인공피부와 로봇형 의수·의족 등 의료산업 분야에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 일렉트로닉스'(Nature Electronics) 지난달 3일 자에 실렸다.

국내에서 전자혀를 개발 중인 고현협 울산과학기술원(UNIST) 교수는 14일 "현재 전자혀는 맛을 내는 화학성분만 감지하는 화학 센서에 가깝다"며 "사람 혀의 일부분만 모방하고 있는 전자혀가 식감까지 느낄 수 있다면 식품·의약품 개발 과정에서의 활용성이 크게 높아질 것"이라고 설명했다.

지난 11일(현지시각) 미국과학진흥협회(AAAS)의 논문 소개 사이트 ‘유레칼러트(EurekAlert)’는 영국 리즈대 연구팀이 실리콘으로 사람 혀의 복잡한 표면과 습윤성(표면에 수분이 배어드는 성질)을 모방하는 데 성공했다고 전했다. 연구성과는 미국화학회(ACS)가 발간하는 ‘ACS 응용물질 및 계면(Applied Materials & Interfaces)’에 지난달 26일 게재됐다.

혀의 표면은 작은 돌기들로 이뤄져있다. 돌기 아래의 미뢰(味蕾)에는 미각을 감지하는 세포들이 모여있다. 미각세포는 액체 속 특정 성분을 감지해 그 정보를 뇌로 전달, 사람이 맛을 느끼도록 한다. 이렇게 느낄 수 있는 기본적인 맛은 5가지다. 당(糖)은 단맛, 산성 물질은 신맛, 염분은 짠맛, 무기물과 카페인 등은 쓴맛, 아미노산의 일종인 글루탐산은 감칠맛을 느끼게 한다. 사람이 느끼는 다양한 맛은 이 5가지 기본 맛이 복합적으로 작용한 결과다.

고현협 울산과학기술원(UNIST) 교수팀이 지난 6월 개발한 ‘전자 혀’(왼쪽)와 이것을 구강 모형에 부착한 모습(오른쪽).

음식, 음료 등 식품을 개발할 때 맛을 객관적으로 평가하는 일이 필요하다. 피실험자를 모집하는 경우 시간과 비용이 많이 들고 맛에 대한 평가가 주관적일 수 있다. 맛을 내는 성분들의 농도를 정량적으로 측정하는 전자혀가 필요한 이유다. 전자혀는 의약품 개발 과정에도 활용된다. 약의 쓴맛을 줄여주는 물질을 첨가할 경우 아직 안전성이 확인되지 않은 약물을 전자혀가 대신 맛볼 수 있다.

전자혀는 키요시 토코(Kiyoshi Toko) 일본 규슈대 교수가 20년전 세계에서 처음으로 고안하고 개발했다. 그는 지난 2000년 5가지 기본 맛을 감지할 수 있는 최초의 전자혀를 개발하고 그 성과를 국제학술지 ‘센서와 작용기 B: 화학(Sensors and Actuators B: Chemical)’에 ‘미각센서(Taste Sensor)’라는 제목의 논문으로 발표했다. 2006년 상용화도 맨 처음으로 이뤄졌다. 2014년 학술지 ‘센서(Sensors)’에 게재한 논문에서 그는 "(개발한)미각센서는 인텔리전트 센서 테크놀로지(Intelligent Sensor Technology)를 통해 세계 최초로 상용화됐다"고 말했다.

20일(현지시각) 국제학술지 사이언스(Science) 최신 호에 정운룡 POSTECH 신소재공학과 교수와 유인상 POSTECH 박사는 미국 스탠퍼드대 연구진과 국제 공동 연구를 통해 온도와 연신을 동시에 감지하는 '다기능성 이온-전자 피부'를 개발한 결과를 발표했다. 그동안 온도와 연신을 각각 측정하는 센서는 있었지만, 단일 센서로 구현한 인공 피부는 이번이 처음이다.

피부는 우리 몸속에서 가장 큰 감각기관으로 변형과 온도 등을 느낀다. 외부 자극이 가해지면 뇌에 신호를 보내 이를 감지한다. 사람은 뜨거운 열이나 꼬집기와 같은 압력이 가해질 때 고통을 느낀다. 사람의 감각기관은 외부 자극을 동시에 받아들여 감각을 구분하는 과정을 거친다.

그러나 인공 피부는 사람처럼 열과 변형을 동시에 느낄 수 없었다. 사람의 촉각 수용체의 정도로 크기를 줄이는 과정에서 온도값과 연신값이 서로 영향을 미쳤기 때문이다. 열이나 꼬집기와 같은 측정값을 얻으려면 전기의 저항이나 정전용량 등을 통해 신호를 얻는데, 이 과정에서 온도에 의한 변화인지 연신에 의한 변화인지 구분하기 어려웠다.

연구팀은 인간 피부처럼 전해질을 함유한 이온 전도체 소재를 활용했다. 이온 전도체는 변형이 가해져도 파괴되지 않을 뿐 아니라 측정 주파수에 따라 측정되는 전기적 성질이 달라진다. 이런 성질을 활용해 온도와 연신을 구분하는 하나의 단일 센서를 만들어 인공 피부를 구현할 수 있었다. 이를 활용하면 사람 피부처럼 온도 자극과 기계적 자극을 독립적으로 감지할 수 있다는 의미다. 

유인상 박사는 "기존 연신성 온도 센서의 가장 큰 문제는 기계적 자극과 온도 자극에 의한 전기적 신호 변화를 구분하기 어려운 점에 있었다"며 "이온 전도체를 이용해 단일 물질에서 두 가지 변수로써 정전 용량과 저항을 함께 측정하여 두 가지 미지수인 온도와 기계적 변형을 구분해 낼 수 있었다"고 했다.

실명의 가장 큰 원인으로는 각종 사고나 합병증에 의한 망막 손상이 꼽힌다. 다른 신체조직과는 달리 망막은 재생이나 이식이 불가능한 신경조직이다. 따라서 망막에 손상이 일어나게 되면 시력을 잃을 가능성이 높아진다.

홍콩의 과학자들이 사람 눈의 망막 구조를 모방한 인공눈을 개발했다. 사람 눈을 모방한 인공눈을 개발한 건 처음은 아니지만 사람 눈 구조에 한층 가까워졌고 시력이 더 좋은 인공눈이 나온 건 처음이다. 

 

지용 판 홍콩 과학기술대 교수 연구팀은 사람의 눈보다 10배 많은 광수용체를 담을 수 있는 인공눈을 개발했다고 국제학술지 네이처에 21일 공개했다. 

눈은 사람이 개발한 가장 훌륭한 사진기라고 불릴 정도로 정교한 광학기구다. 두 눈으로 비교적 넓은 지역을 한번에 볼 수 있고 어두운 곳을 비추는 아주 실낱같은 빛도 잡아내는 민감성까지 갖췄다. 눈이 이런 능력을 가진 것은 망막 덕분이다. 망막은 안구벽의 가장 안쪽에 돔 형태의 얇고 투명한 막으로 약한 빛을 감지하는 감각세포인 광수용체가 들어있다. 망막 1제곱센티미터(㎠)당 들어있는 광수용체만 약 1000만개에 이른다. 

 

김재휘 건양의대 김안과병원 교수는 “망막 속 광수용체는 빛을 감지해 전기적 신호로 바꿔 신경을 통해 뇌로 전달하는 역할을 한다”며 “망막은 눈의 기능을 결정하는 핵심 부위”라고 말했다. 

과학자들은 눈의 구조를 모방해 인공눈을 개발하려는 시도를 꾸준히 이어왔다. 로봇이나 각종 과학장비의 눈으로 활용하거나 시각 장애인에게 다시 시각을 되찾아줄 수 있다는 기대 때문이다.  하지만 망막의 복잡한 구조를 모방하는데는 한계가 많았다. 

 

판 교수팀은 기상증착법이란 기술을 이용해 그동안 모방하기 어려웠던 망막의 형태와 구조를 실제와 비슷하게 제작했다. 기상증착법이란 원하는 물질이 든 재료를 반응기 안에 넣어 분해시킨 다음 화학반응을 통해 원하는 형태를 만드는 기술이다. 연구팀은 광수용체를 만들 소재로 차세대 태양전지에 활용되는 신소재인 페로브스카이트를 선택했다. 페로브스카이트는 독특한 결정 구조를 가진 반도체 물질을 통틀어 부르는 말이다. 빛을 전기로 바꾸거나 반대로 전기를 빛으로 바꾸는 특성이 있다. 색재현성이 뛰어나 빛을 선명하게 인식하고 제조 공정도 간단하다. 

 

연구팀이 개발한 인공눈은 지름 2cm로 속이 전기가 통하는 전도성 액체로 채워져 있다.  실제 사람 눈과 크기가 비슷하지만 빛을 감지하는 속도가 더 빠르다. 인공눈은 30~40 밀리초(1000분의 1초)만에 빛을 감지하는 반면 사람 눈은 40~150 밀리초가 소요된다. 최대 5배 가량 인식 속도가 빠른 셈이다.

어떤 입체 물체든 만들어내는 3D 프린터가 주목 받고 있는 요즘, 3D 프린터로 의수를 만들어 주목 받고 있다. 기존에는 3D프린팅이 어려웠던 손톱 모양까지 복원해 실제 손 모양과 유사한 의수 제작을 가능하게 한 신기술이다. 3D프린팅을 이용해 손 모양의 틀과 손톱 모양의 틀을 각각 제작한 다음, 음성형틀에 실리콘을 도포한 뒤 두 부분을 압착하는 방식으로 의수를 만든다. 특히 손톱을 따로 프린팅하기 때문에 보다 정교하다. 로보핸드가 움직이는 원리는 바로 손목 움직임이라고 한다. 손목 움직임만으로도 인공 손가락 힘을 조절을 하는 것이다. 실제 손 모양과 유사한 색상과 질감을 구현할 수 있어 이용자의 심미적 만족감이 매우 높다는 평가가 많았다.

난청이 있는 사람이 보청기를 사용하게 되 는데 보청기는 그 사람이 특별히 떨어진 영

역의 주파수만 증폭시켜 잘 들을 수 있게 도와준다

피닉스 99(Phoenix99 Bionic Eye)는 색소성 망막염과 같은 퇴행성 질환으로 인한 심각한 시력 손상 및 실명을 앓고 있는 환자의 시력을 회복시키기 위해 설계된 이식형 시스템으로, 이 장치에는 하나는 눈에 부착된 자극기이고, 다른 하나는 귀 뒤 피부 아래에 위치한 통신 모듈로 구성되었다.

피닉스 99'는 안경에 붙어있는 작은 카메라에 무선으로 연결돼 사용자의 망막을 자극하는 방식으로 작동한다. 망막은 눈 가장 안쪽에 자리한 신경세포층으로, 시신경을 통해 들어오는 정보를 전기적 신호로 형태를 바꿔 뇌에 전달하는 역할을 한다. '피닉스 99'는 손상된 망막 세포를 우회하거나 여전히 정상적인 망막 세포를 '일깨울 수'도 있다.

사용자는 특별한 안경을 착용해야 한다. 이 카메라는 프레임의 유리에 들어갈 수 있을 정도로 소형으로 제작되어 있으며, 카메라는 이미지를 캡처하기위한 한 쌍의 안경에 부착되어 있고 캡처된 이미지는 작은 전자 칩이나 마이크로프로세서 로 전송된다. 마이크로프로세서의 역할은 이미지를 전기 신호로 처리하여 수신기로 보낸다.

 

울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 고현협 교수 연구팀은 미세한 구멍이 많은 고분자 젤을 이용해 떫은맛을 감지하는 ‘전자 혀’를 개발함.

 

단맛·짠맛 등의 맛을 정량적으로 측정할 수 있는 미각 센서는 식품·주류 개발에 응용되고 있음. 하지만 떫은맛은 기존과는 다른 원리로 작동하는 센서가 필요함. 떫은맛은 와인이나 과일에 들어있는 물질인 ‘탐닌’이 혀 점막을 압박할 때 생기는 촉감을 사람이 맛으로 느끼는 것으로, 다른 맛들과 감지 방식이 다르기 때문임.

 

연구팀은 미세한 구멍이 많은 ‘뮤신’이라는 물질을 이용해 혀 점막을 모방한 전자 혀를 개발했음. 뮤신은 ‘떫은맛 분자’인 탄닌과 결합하면 전기전도도가 변하는 특성이 있음. 이를 이용해 떫은맛을 전기 신호로 검출할 수 있음.

 

연구팀은 전자 혀로 와인의 떫은맛을 감지하는 실험을 했음. 그 결과 전자 혀는 레드와인, 화이트와인 등 와인 종류별로 떫은맛을 정량적으로 감별했음. 센서에 물질이 닿는 즉시 맛을 느낄 정도로 감지 속도도 빨랐음.

 

전자 혀는 사람이 느끼는 떫은맛의 수십분의 1 수준의 옅은 맛도 느낄 수 있음. 연구팀은 "미각 전문가는 수십 마이크로몰 농도의 떫은맛을 검출할 수 있는 데 반해 이번에 개발된 전자 혀는 2~3마이크로몰 농도 수준의 떫은맛까지 검출할 수 있다"고 설명함.

고 교수는 "저렴하고 유연한 재료를 이용해 소형화된 전자 혀를 개발했다"며 "제작이 간편하고 분석을 위한 복잡한 시편 준비 과정이 없어 식품, 주류 산업 등 다양한 분야에 적용이 가능할 것"이라고 함.

 

판 교수팀은 기상증착법이란 기술을 이용해 그동안 모방하기 어려웠던 망막의 형태와 구조를 실제와 비슷하게 제작했다. 기상증착법이란 원하는 물질이 든 재료를 반응기 안에 넣어 분해시킨 다음 화학반응을 통해 원하는 형태를 만드는 기술이다. 연구팀은 광수용체를 만들 소재로 차세대 태양전지에 활용되는 신소재인 페로브스카이트를 선택했다. 페로브스카이트는 독특한 결정 구조를 가진 반도체 물질을 통틀어 부르는 말이다. 빛을 전기로 바꾸거나 반대로 전기를 빛으로 바꾸는 특성이 있다. 색재현성이 뛰어나 빛을 선명하게 인식하고 제조 공정도 간단하다. 

 

연구팀이 개발한 인공눈은 지름 2cm로 속이 전기가 통하는 전도성 액체로 채워져 있다.  실제 사람 눈과 크기가 비슷하지만 빛을 감지하는 속도가 더 빠르다. 인공눈은 30~40 밀리초(1000분의 1초)만에 빛을 감지하는 반면 사람 눈은 40~150 밀리초가 소요된다. 최대 5배 가량 인식 속도가 빠른 셈이다.

 

연구팀이 만든 인공망막은 1 나노미터(nm·10억분의 1m) 수준의 페로브스카이트 나노선 3개로 구성된다. 나노선 하나는 광수용체 하나의 역할을 한다. 연구팀은 “인공눈은 나노선 3개만으로도 가로세로 2mm짜리의 알파벳 ‘E’와 ‘I’, ‘J’를 인지했다”며 “이 기술을 적용하면 사람이 가진 광수용체 수보다 10배가 더 많은 나노선 광수용체를 넣을 수 있다"고 밝혔다. 

 

현재 개발된 인공눈은 외부 전원이 필요하다. 연구팀은 자급자족 방식으로 소형 태양전지를 활용해 나노선에 전기를 공급하는 기술도 개발하고 있다.  

 

지용 판 홍콩 과학기술대 교수 연구팀은 사람의 눈보다 10배 많은 광수용체를 담을 수 있는 인공눈을 개발했다고 국제학술지 네이처에 21일 공개했다.

판 교수팀은 기상증착법이란 기술을 이용해 그동안 모방하기 어려웠던 망막의 형태와 구조를 실제와 비슷하게 제작했다. 기상증착법이란 원하는 물질이 든 재료를 반응기 안에 넣어 분해시킨 다음 화학반응을 통해 원하는 형태를 만드는 기술이다. 연구팀은 광수용체를 만들 소재로 차세대 태양전지에 활용되는 신소재인 페로브스카이트를 선택했다. 페로브스카이트는 독특한 결정 구조를 가진 반도체 물질을 통틀어 부르는 말이다. 빛을 전기로 바꾸거나 반대로 전기를 빛으로 바꾸는 특성이 있다. 색재현성이 뛰어나 빛을 선명하게 인식하고 제조 공정도 간단하다. 

연구팀이 개발한 인공눈은 지름 2cm로 속이 전기가 통하는 전도성 액체로 채워져 있다.  실제 사람 눈과 크기가 비슷하지만 빛을 감지하는 속도가 더 빠르다. 인공눈은 30~40 밀리초(1000분의 1초)만에 빛을 감지하는 반면 사람 눈은 40~150 밀리초가 소요된다. 최대 5배 가량 인식 속도가 빠른 셈이다.

 

연구팀이 만든 인공망막은 1 나노미터(nm·10억분의 1m) 수준의 페로브스카이트 나노선 3개로 구성된다. 나노선 하나는 광수용체 하나의 역할을 한다. 연구팀은 “인공눈은 나노선 3개만으로도 가로세로 2mm짜리의 알파벳 ‘E’와 ‘I’, ‘J’를 인지했다”며 “이 기술을 적용하면 사람이 가진 광수용체 수보다 10배가 더 많은 나노선 광수용체를 넣을 수 있다"고 밝혔다. 

 

현재 개발된 인공눈은 외부 전원이 필요하다. 연구팀은 자급자족 방식으로 소형 태양전지를 활용해 나노선에 전기를 공급하는 기술도 개발하고 있다.  

영국 전문매체 데일리메일에 따르면, 캠브리지의 하드웨어 제조업체 암(Arm)은 플라스틱 암핏(Plastic ARMPit) 프로젝트를 진행하고 있다.

플라스틱 암핏 프로젝트는 냄새부터 지문에 이르기까지 거의 모든 것을 감지할 수 있는 전자장치 개발을 목표로 하고 있다. 그리고 이 프로젝트에는 체취를 ‘인공 코’ 개발도 포함돼 있다.

인공 코는 체취에 존재하는 다양한 가스 형태의 화학 물질을 알아낸 후, 이 냄새를 1~5로 순위를 매긴다. 이를 통해 언제 다시 데오드란트를 사용해야 할지 알 수 있다.

이를 위해 얇은 플라스틱 필름의 시트를 만들고, 가스 감지 기술을 통합시킨다. 그 후, 8개의 센서를 넣어 체취에 존재하는 가스의 분자들을 묶는다. 그러면 AI가 분자를 해석하고 체취가 얼마나 강한지 순위를 매기게 된다.

이에 한국과학기술연구원(KIST) 전자재료연구센터 송현철 박사 연구팀은 인체는 물론 물속에서까지 무선 충전이 가능한 초음파 무선 충전 기술 개발에 성공했다는 소식을 전했다. 해당 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘에너지 및 환경과학(Energy & Environmental Science)’ 저널 최신호(3월호)에 게재되었다.

왜 ‘초음파’여야 하는가?

일상에서 스마트폰과 무선이어폰 등의 무선충전에는 ‘전자기유도 방식’이 많이 쓰인다. 그러나 이런 충전 방식은 1cm만 멀어져도 충전이 안 되는 데다, 물이나 금속처럼 전기가 통하는 전도체는 통과하지 못한다는 단점이 있다. 무엇보다도 충전 중 발열이 있기 때문에 자칫 인체에 해가 될 수도 있다. 기존의 다른 무선충전 방식으로는 ‘자기공명 방식’이 있는데, 이 경우 장치의 주파수를 정확히 맞춰야하는 번거로움이 있는데다가, 와이파이나 블루투스 등의 무선통신 주파수와 간섭을 일으킬 우려가 있다.
이에 연구팀은 전자기파도, 자기장도 아닌 ‘초음파’를 이용한 무선충전 방식을 채택했다. 의료계에서는 이미 초음파검사를 흔하게 쓸 정도로 인체 내부를 파악하기 쉬우면서도 인체에 대한 안전성이 보장된 데다, 이미 바다에서 초음파를 이용한 장비가 보편화되어있어 의료 뿐 아니라 해저 충전에서도 쓰일 범용성이 있기 때문이다.

‘정전기’로 정말 충전이 된다고?

그럼에도 이제껏 초음파 무선충전이 상용화가 되지 않았던 것은, 충전 효율이 너무 낮기 때문이었다. 그러나 연구팀은 정전기, 즉 ‘마찰전기’를 이용한 발전 방식을 활용함으로써, 기존의 채 1%도 되지 않던 초음파 무선충전 효율을 4% 이상으로 크게 높였다. 강한 정전기(마찰전기)로부터 일어나는 아주 작은 진동 에너지가 전기에너지로 변환되는 원리이다.
연구팀은 초음파를 수신하고, 매우 작은 기계적 진동도 전기에너지로 변환해주는 소자를 개발해냈다. 직접적인 실험을 통해 6 cm 떨어진 거리에서 8 mW 이상의 전력을 충전함으로써 200개의 LED를 동시에 켜기도 하고, 물속에서 블루투스 무선 센서를 작동시키는 데에도 성공했다. 비결은 외부 전기장의 영향을 강하게 받는 ‘강유전물질(강유전체)’를 발전기에 추가한 것이다.

연구팀이 개발한 소자는 에너지 전환 효율이 높아 열 발생도 거의 없었음을 확인했다. 또한 기존의 다른 무선충전 방식처럼 충전을 위한 정확한 주파수의 조율이나 고정 등이 필요 없이, 위치나 각도에 상관없이 큰 효율의 무선충전이 가능하다는 것이 확인되었다.

상용화를 위해서

초음파를 이용한 충전이 상용화된다면 인공 심장박동기의 도움을 받고 있는 많은 환자들이, 더 이상 주기적인 배터리 교체를 위해 절개 수술의 위험을 무릅쓸 필요가 없어질 것이다. 또한 물속에서도 충전이 가능하다는 것도 활용 가능성이 더욱 무궁무진하다는 것을 의미한다. 예컨대 데이터양의 폭증과 해상풍력발전시설의 보급 등으로 해저케이블 설치가 늘어나고 있는데, 케이블 진단을 위한 센서도 더 이상 배터리 교체라는 번거로운 작업 없이 간편한 충전이 가능해질 수 있을 것이다. 그 외에도 수중 장비나 수중 드론 등 차세대 무인 로봇 기술에 적용되는 것도 기대되는 바이다.

연구의 교신저자인 송현철 박사 또한 “본 연구에서 초음파를 통한 무선 전력 충전으로 전자기기 구동이 가능함을 보였기에, 앞으로 소자의 안전성과 효율을 더 개선한다면 배터리 교체가 번거로운 체내 이식형 센서 또는 심해저 센서에 전력을 무선으로 공급하는 기술로의 적용이 기대된다”라며 연구 결과의 의의를 밝혔다.
물론 실제 체내에 활용을 위해서는 더욱 섬세한 개선이 수반되어야만 한다. 일단 현재 개발한 소자가 장기간 안정적으로 구동할 수 있는지를 확인하기 위해, 수년간 물속 또는 인체 속과 같은 환경에서 테스트를 해봐야할 것이다. 또한 인체에 활용하기 위해서는 추가적인 임상 테스트도 필요하며, 특히 본 연구에서 개발한 소자는 중금속 계열의 금속이기 때문에, 다른 재료를 활용한 개선이 필요할 것이다.

그럼에도 인공 심장박동기를 착용해 주기적인 절개 수술이 불가피했던 환자들에게는 단비 같은 소식임에는 틀림이 없다. 하루속히 상용화가 이루어지길 바라며, 추후로도 더 많은 기술이 사람들의 생활을 좀 더 안전하고 편리하게 만들어나갈 것을 기대한다.

 

사람의 눈은 넓은 시야각과 높은 해상도를 갖고 있으며 빛에 매우 민감하게 반응한다는 특징을 갖고 있다. 이는 돔 형태의 망막과 1㎠당 1000만개가 넘는 광수용체 덕분이다. 로봇공학과 생체공학 분야에서 사람의 눈과 비슷한 인공 안구 개발 시도가 성공하지 못하고 있는 이유도 이런 망막의 형태와 복잡한 구조 때문이다.

지금까지 시도된 인공 안구는 환자의 눈에 인공 망막을 심고 이와 연결된 안경으로 망막 신경세포를 자극해 이미지를 볼 수 있게 하는 방식이 많았다. 또 사람의 눈과 비슷한 형태로 만든 것도 있기는 하지만 해상도가 떨어지거나 시야각이 좁고 내구성이 약하다는 문제가 있었다

연구팀은 태양전지를 만들 때 활용되는 페로브스카이트라는 물질을 이용해 밀도가 높고 가벼울 뿐만 아니라 빛에 민감한 나노와이어로 연결된 반구형 인공 안구를 개발했다. 연구팀이 개발한 인공 눈은 알루미늄으로 만들어진 안구 가운데에 렌즈가 고정돼 수정체를 대신하고 이온성 액체로채워져 있으며 뒤쪽에는 인공망막이 설치돼 있다. 인공망막에는 광수용체 세포를 모방한 나노와이어가 배열돼 있으며 액체금속선이 신경섬유를대신하게 되는 것이다. 액체금속선은 인공망막의 나노와이어에서 받은 신호를 뇌로 전송하는 신경섬유를 모방한 것이다.

이렇게 만든 인공눈은 알파벳 문자를 정확하게 인식할 수 있음을 연구팀은 확인했다. 이번에 만든 인공 눈은 개념증명장치이기 때문에 100픽셀정도이며 픽셀당 3개의 나노와이어가 연결돼 있어 해상도가 낮았다. 그렇지만 연구팀은 나노와이어 밀도를 사람 눈에 있는 광수용체보다 최대 10배 이상 늘릴 수 있는 만큼 사람의 눈보다 높은 해상도를 가질 수 있다고 설명했다. SF에 등장하는 인공 안구처럼 사람의 눈보다 훨씬 우수하게 제작할 수 있다는 것이다.

연구를 이끈 지용 판 홍콩과기대 교수(나노재료과학)는 “이번에 개발된 인공 안구 기술은 사람의 눈 구조를 모방해 시각장애를 겪는 사람은 물론로봇 공학이나 관측 장비 등 다양한 활용이 가능할 것으로 기대된다”고 말했다

오픈형 보청기를 보면  보청기가 여러개의 층으로 구성되어 있는 것처럼 보일 수 있습니다. 이를 자세히 살펴보면 보청기내부에는 보청기의 필수 구성 부품인 작은 사이즈의 마이크와 최신 기술을 가능하게 하는 여러 부품들이 있습니다

착용자의 청력손상과 니즈에 따라서 보청기 모양 및 형태는 다르지만 대게 보청기의 작동 원리는 아래와 같습니다. 소리가 마이크로 들어가면 증폭기에서 청력에 맞게 소리증폭 및 변환한 후 리시버로 소리를 전달하여 보청기 착용자가 보청기를 통해 소리를 듣게 된다.

이렇게 만든 인공눈은 알파벳 문자를 정확하게 인식할 수 있음다. 이번에 만든 인공 눈은 개념증명장치이기때문에 100픽셀 정도이며 픽셀당 3개의 나노와이어가 연결돼 있어 해상도가 낮았다. 그렇지만 나노와이어 밀도를 사람 눈에 있는 광수용체보다 최대 10배 이상 늘릴 수 있는 만큼 사람의 눈보다 높은 해상도를 가질 수 있다고 설명했다. SF에 등장하는 인공 안구처럼 사람의 눈보다 훨씬 우수하게 제작할 수 있다는 것이다.

연구를 이끈 지용 판 홍콩과기대 교수(나노재료과학)는 “이번에 개발된 인공 안구 기술은 사람의 눈 구조를 모방해 시각장애를겪는 사람은 물론 로봇 공학이나 관측 장비 등 다양한 활용이 가능할 것으로 기대된다”고 말했다

뉴런은 눈과 코, 입, 귀, 피부 등의 감각기관이 받아들이는 외부 자극을 뇌에 쓰이는 정보로 처리하는 신경세포다. 방대한 양의 외부 자극에서 빠르게 패턴을 찾아내 뇌가 인지나 학습, 추론 등 복잡한 작업을 적은 에너지로도 처리하는 데 도움을 준다.

 

연구팀이 만든 인공망막은 1 나노미터(nm·10억분의 1m) 수준의 페로브스카이트 나노선 3개로 구성된다. 나노선 하나는 광수용체 하나의 역할을 한다. 연구팀은 “인공눈은 나노선 3개만으로도 가로세로 2mm짜리의 알파벳 ‘E’와 ‘I’, ‘J’를 인지했다”며 “이 기술을 적용하면 사람이 가진 광수용체 수보다 10배가 더 많은 나노선 광수용체를 넣을 수 있다"고 밝혔다. 

 

현재 개발된 인공눈은 외부 전원이 필요하다. 연구팀은 자급자족 방식으로 소형 태양전지를 활용해 나노선에 전기를 공급하는 기술도 개발하고 있다.  

 앞서 마이클 맥알파인 미국 미네소타대 기계공학과 교수팀은 지난 2018년 3D프린터로 광수용체를 쌓아올려 반구 모양의 인공눈을 개발했다. 연구팀은 유리로 된 반구 모양의 돔에 반도체 고분자 물질을 쌓아 올렸다. 당시 이 물질은 빛을 전자신호로 바꿔 광수용체와 같은 역할을 한 것으로 분석됐다. 다만 실제 광수용체만큼의 세밀한 구조를 구현하지 못했다. 판 교수는 “사람의 눈을 모방한 인공 눈을 개발할 수 있다는 것을 증명했다”며 “과학기구나 전자제품, 로봇 등에 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 

지용 판 홍콩 과학기술대 교수 연구팀은 사람의 눈보다 10배 많은 광수용체를 담을 수 있는 인공눈을 개발했다고 국제학술지 네이처에 21일 공개했다. 눈은 사람이 개발한 가장 훌륭한 사진기라고 불릴 정도로 정교한 광학기구다. 두 눈으로 비교적 넓은 지역을 한번에 볼 수 있고 어두운 곳을 비추는 아주 실낱같은 빛도 잡아내는 민감성까지 갖췄다. 눈이 이런 능력을 가진 것은 망막 덕분이다. 망막은 안구벽의 가장 안쪽에 돔 형태의 얇고 투명한 막으로 약한 빛을 감지하는 감각세포인 광수용체가 들어있다. 망막 1제곱센티미터(㎠)당 들어있는 광수용체만 약 1000만개에 이른다. 

 

지용 판 홍콩 과학기술대 교수 연구팀은 사람의 눈보다 10배 많은 광수용체를 담을 수 있는 인공눈을 개발했다고 국제학술지 네이처에 21일 공개했다. 
눈은 사람이 개발한 가장 훌륭한 사진기라고 불릴 정도로 정교한 광학기구다. 두 눈으로 비교적 넓은 지역을 한번에 볼 수 있고 어두운 곳을 비추는 아주 실낱같은 빛도 잡아내는 민감성까지 갖췄다. 눈이 이런 능력을 가진 것은 망막 덕분이다. 망막은 안구벽의 가장 안쪽에 돔 형태의 얇고 투명한 막으로 약한 빛을 감지하는 감각세포인 광수용체가 들어있다. 망막 1제곱센티미터(㎠)당 들어있는 광수용체만 약 1000만개에 이른다. 

판 교수팀은 기상증착법이란 기술을 이용해 그동안 모방하기 어려웠던 망막의 형태와 구조를 실제와 비슷하게 제작했다. 기상증착법이란 원하는 물질이 든 재료를 반응기 안에 넣어 분해시킨 다음 화학반응을 통해 원하는 형태를 만드는 기술이다. 연구팀은 광수용체를 만들 소재로 차세대 태양전지에 활용되는 신소재인 페로브스카이트를 선택했다. 페로브스카이트는 독특한 결정 구조를 가진 반도체 물질을 통틀어 부르는 말이다. 빛을 전기로 바꾸거나 반대로 전기를 빛으로 바꾸는 특성이 있다. 색재현성이 뛰어나 빛을 선명하게 인식하고 제조 공정도 간단하다. 

 

연구팀이 개발한 인공눈은 지름 2cm로 속이 전기가 통하는 전도성 액체로 채워져 있다.  실제 사람 눈과 크기가 비슷하지만 빛을 감지하는 속도가 더 빠르다. 인공눈은 30~40 밀리초(1000분의 1초)만에 빛을 감지하는 반면 사람 눈은 40~150 밀리초가 소요된다. 최대 5배 가량 인식 속도가 빠른 셈이다.

 

연구팀이 만든 인공망막은 1 나노미터(nm·10억분의 1m) 수준의 페로브스카이트 나노선 3개로 구성된다. 나노선 하나는 광수용체 하나의 역할을 한다. 연구팀은 “인공눈은 나노선 3개만으로도 가로세로 2mm짜리의 알파벳 ‘E’와 ‘I’, ‘J’를 인지했다”며 “이 기술을 적용하면 사람이 가진 광수용체 수보다 10배가 더 많은 나노선 광수용체를 넣을 수 있다"고 밝혔다. 

   

스페인의 과학자들이 망막이 손상되어 실명한 사람들을 위한 뇌에 이식하는 일종의 ‘뇌 임플란트(brain implant) 인공 눈 시스템을 연구하고 있어 관심이 모아지고 있다. 이들 연구진은 망막이 손상되어 지난 16년간 시각 장애를 갖고 살아온 57세의 여성을 대상으로 인공 눈 시스템의 성능을 파악하고 있다. 인공 눈 프로젝트의 책임자인 호버 박사는 여성의 뇌에 96개의 미세 전극이 형성되어 있는 뇌 임플란트를 이식했다. 그리고 여성에게 카메라가 달린 안경을 씌운 뒤, 미세 전극에 자극을 주면서 게임기 화면에 보이는 불빛을 인지하는지를 관찰했다. 그 결과 이 여성은 지난 16년 거의 앞을 보지 못하고 살아왔음에도 불구하고 게임기의 화면에서 반짝이는 불빛을 감지하는 데 성공했다. 카메라가 달린 안경이 일종의 인공 망막 역할을 한 셈이다. 안경을 통해 들어온 빛이 전기 신호로 바뀐 뒤 미세 전극이 형성되어 있는 뇌 임플란트에 자극을 주는 원리이며, 이러한 과정을 계속 반복하여 훈련하면 시각 장애인도 특정 물체의 모양이나 윤곽을 식별할 수 있을 것으로 예상된다.

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스코틀랜드 글래스고대학교 연구팀이 서로 다른 위스키를 구별해내는 '인공 혀'를 개발했다. 연구에는 스트래스클라이드대학교 과학자도 참여했다.

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인공 혀는 신뢰할만한 수준이라고 한다. 실험 결과, 99% 정확도를 보였다.

인공 혀는 숙성 일의 차이도 놓치지 않는다. 12년산, 15년산, 18년산 위스키를 다른 위스키로 판단했다. 심지어 숙성 일이 동일해도 같은 통에서 숙성된 것이 아니라면 다른 위스키로 분류했다. 그만큼 미세한 맛의 차이를 느낀다는 말이기도 하다.
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인공 혀라고는 하지만, 생김새까지 모방해 제작하지는 않았다. 연구진은 금과 알루미늄을 이용해 작은 테스터기를 제작했다. 금과 알루미늄은 맛을 느끼는 감각 세포 역할을 하며 맛에 대한 풍부한 정보를 제공하고 빠르고 정확한 반응을 보인다.
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위스키 감별을 하려면 금과 알루미늄을 장착한 테스터기를 위스키에 잠기도록 한 뒤 금속이 빛을 어떻게 흡수하는지를 측정하게 된다. 테스터기에 표시된 것을 바탕으로 위스키의 종류를 구분한다.
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실험에는 위스키 브랜드인 글렌피딕(Glenfiddich), 글렌 마녹(Glen Marnoch), 라프로잉(Laphroaig)을 사용했다.
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연구에서는 위스키를 가지고 실험했지만 맛을 내는 다른 액체에도 기술을 적용해볼 수 있다.
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인공피부센서란 외부의 물리적인 접촉에 의해 전달되는 압력·진동·터치 등을 측정하는 센서를 말한다.

최근 의료·자동차·항공·가전·환경 등의 다양한 분야에 활용되는 고민감 센서에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만 현재까지 개발된 고민감 센서는 낮은 감도와 높은 구동전력 등의 문제를 가지고 있다.

연구팀은 기존 실리콘 기반의 감지소자에서 발견되는 단점을 극복한 새로운 패러다임의 무전원 인공피부센서를 개발했다.

외부 자극을 동력원으로 이용하는 무전원 이온채널소자를 구현했다. 또 빠른적응과 느린적응의 두 가지 신호유형을 동시에 얻음으로써 보다 정확하게 촉각 자극을 인지했다.

빠른적응은 자극이 시작된 시점과 끝나는 시점에서만 반응신호가 발생하는 특성이며 느린적응은 자극이 시작돼서 끝나는 시점까지 연속적으로 반응신호가 발생하는 특성을 말한다.

이러한 센서의 특성을 활용해 혈압, 심전도, 물체 표면의 특징, 물건의 접촉 상황 인지, 점자의 구별 등 인체피부의 정밀한 감각을 유사하게 구현했다.

한창수 교수는 "기존 실리콘 기반 방식과 다른 새로운 패러다임의 센서"라며 "로봇 피부 성능 개발·개선에 기여하는 등 다양한 산업분야에 적용될 것"이라고 말했다.

고현협 에너지 및 화학공학부 교수팀은 미세한 구멍이 많은 고분자 젤을 이용해 떫은맛을 감지하는 전자 혀를 개발했다고 8일 밝혔다.

사람의 맛 감지 원리를 모방한 이 전자 혀는 떫은맛을 정량적으로 표현할 수 있어 각종 식품과 주류 개발, 과수 모니터링 분야 등에 폭넓게 응용될 것으로 기대된다.

와인이나 덜 익은 과일을 먹으면 입안이 텁텁해지는 떫은맛을 느낄 수 있다.

타닌과 같은 '떫은맛 분자'가 혀 점막 단백질과 결합해 만들어지는 물질(응집체)이 점막을 자극(압력)하고, 인체는 이를 떫은맛으로 인식하는 것이다. 

반면에 단맛이나 짠맛은 혀 돌기 속 미뢰(맛 감지 세포 덩어리)가 감지한다.

 

판 교수팀은 기상증착법이란 기술을 이용해 그동안 모방하기 어려웠던 망막의 형태와 구조를 실제와 비슷하게 제작했다. 기상증착법이란 원하는 물질이 든 재료를 반응기 안에 넣어 분해시킨 다음 화학반응을 통해 원하는 형태를 만드는 기술이다. 연구팀은 광수용체를 만들 소재로 차세대 태양전지에 활용되는 신소재인 페로브스카이트를 선택했다. 페로브스카이트는 독특한 결정 구조를 가진 반도체 물질을 통틀어 부르는 말이다. 빛을 전기로 바꾸거나 반대로 전기를 빛으로 바꾸는 특성이 있다. 색재현성이 뛰어나 빛을 선명하게 인식하고 제조 공정도 간단하다. 

 

 하지만 현재 개발된 인공눈은 외부 전원이 필요하다. 연구팀은 자급자족 방식으로 소형 태양전지를 활용해 나노선에 전기를 공급하는 기술도 개발하고 있다. 

판 교수팀은 기상증착법이란 기술을 이용해 그동안 모방하기 어려웠던 망막의 형태와 구조를 실제와 비슷하게 제작했다. 기상증착법이란 원하는 물질이 든 재료를 반응기 안에 넣어 분해시킨 다음 화학반응을 통해 원하는 형태를 만드는 기술이다. 연구팀은 광수용체를 만들 소재로 차세대 태양전지에 활용되는 신소재인 페로브스카이트를 선택했다. 페로브스카이트는 독특한 결정 구조를 가진 반도체 물질을통틀어 부르는 말이다. 빛을 전기로 바꾸거나 반대로 전기를 빛으로 바꾸는 특성이 있다. 색재현성이 뛰어나 빛을 선명하게 인식하고 제조 공정도 간단하다. 

 

연구팀이 개발한 인공눈은 지름 2cm로 속이 전기가 통하는 전도성 액체로 채워져 있다.  실제 사람 눈과 크기가 비슷하지만 빛을 감지하는 속도가 더 빠르다. 인공눈은 30~40 밀리초(1000분의 1초)만에 빛을 감지하는 반면 사람 눈은 40~150 밀리초가 소요된다. 최대5배 가량 인식 속도가 빠른 셈이다.

 

연구팀이 만든 인공망막은 1 나노미터(nm·10억분의 1m) 수준의 페로브스카이트 나노선 3개로 구성된다. 나노선 하나는 광수용체 하나의 역할을 한다. 연구팀은 “인공눈은 나노선 3개만으로도 가로세로 2mm짜리의 알파벳 ‘E’와 ‘I’, ‘J’를 인지했다”며 “이 기술을 적용하면 사람이 가진 광수용체 수보다 10배가 더 많은 나노선 광수용체를 넣을 수 있다"고 밝혔다. 

 

IBM에서 공개한 하이퍼테이스트라는 전자혀는

휴대가 가능한 범용 전자혀로, 기기를 간단히 액체에 담그면 AI가 분석해 물질이 무엇인지, 상태는 어떤지를 알려주고 위조 와인이나 위스키를 판별하기 위해 쓸수도있다

잘 드는 것이 노후 3대 복 중 하나라는데 보청기가 이 복이 유지되도록 도와준다.

보청기는 소형 마이크 등으로 외부 음성을 모아 환자에 맞게 특정 주파수 음역대로 변환한 후 소리를 증폭하는 것이 보청기 원리다. 보청기는 단순히 듣는 기능외에도 방향인지, 소음제거 등 귀에 준하는 기능을 탑재한 첨단 기기다.최근에는 이명을 경감시키는 이명완화와 바람소리 제거 등 보청기 사용자 편의에 맞춤식 기능을 제공하기도 한다. 비선형 압축기술은 큰 소리는 줄여주고 작은 소리는 키워주는 보청기 기능이다

청력에 부담을 줄이되, 작은 음성도 잘 전달해주는 보청기 핵심 기능이다.

전자피부란 딱딱하고 고정된 전자소자를 피부처럼 유연하면서도 늘어나는 형태로 만든 것이다. 사람 피부에 부착하면 웨어러블 기기에 의존하지 않고도 온도와 습도, 압력 등을 감지할 수 있어 의료나 가상현실 등 여러 용도로 활용할 수 있다.

연구진은 전기가 통하는 100나노미터 두께의 은나노와이어를 뿌려 전도성 그물망을 자동으로 인쇄하는 방식을 사용했다. 연구진은 은나노와이어는 금으로 도금돼 있어 생체 친화적이라고 밝혔다. 손 위에 전도성그물망을 인쇄하면 사용자의 손 움직임에 따라 그물망이 늘어나면서 전기신호가 발생한다. 이때 발생한 정보를 블루투스통신장치를 통해 외부로 전송할 수 있다.

연구진은 이어 전자피부가 감지해 생성한 다양한 전기신호를 인공지능에게 학습시켰다. 그 결과 손동작만으로도 실물기기를 직접 조작할 때와 똑같이 가상공간에서 다양한 작업을 할 수 있다는 걸 실험을 통해 확인했다고 밝혔다. 연구진은“키보드 없이 손동작만으로 글자를 입력할 수 있었고, 임의의 물체를 문지르는 것만으로도 물체의 모양이 화면에 나타나게 하는 등 다양한 가상현실 플랫폼 기술 구현이 가능했다”고 밝혔다.

또한 3단자 OTS 소자의 제3전극에 외부 자극을 전압으로 변환하는 센서를 연결함으로써 외부 자극에 따라 스파이크 신호의 형태가 달라지는 감각 뉴런소자를 구현했다.

실제로 연구진은 이 3단자 OTS 소자를 광전 변환 센서와 연결해 인체 감각기관의 정보처리 방식을 흉내 내는 인공시각 뉴런소자를 구현하는 데 성공했다.

이 뉴런소자를 두뇌의 시각 중추를 모사한 인공 신경망과 연결한 뒤 폐의 엑스레이 이미지를 학습시킨 결과, 86.5%의 정확도로 코로나19와 바이러스성 폐럼을 구별하는 것을 확인했다.

2.KAIST

한국과학기술원(KAIST) 최신현 전기및전자공학부 교수 연구팀은 인간의 뇌를 모사하는 '멤리스터 어레이'를 개발했다고 7일 밝혔다. '멤리스터'는 입력에 따라 소자의 저항 상태가 바뀌는 소자로, 입력 전압의 크기와 길이 등에 따라 소자 내부 저항값이 바뀌며 정보를 저장·처리한다.

인간의 뇌는 매우 적은 에너지로 많은 양의 데이터를 빠르게 처리할 수 있다. 이에 인간 뇌를 모사해 인공지능을 구현하는 '뉴로모픽 컴퓨팅' 연구가 활발한 가운데, 하나의 소자로 사람의 뉴런처럼 동작하는 '멤리스터'는 고효율의 차세대 '뉴로모픽 시스템'에 쓰일 소자로 주목 받는다.

하지만 기존 멤리스터는 저항 변화를 일으키는 필라멘트  절연체 내부에서 저항 변화를 일으키는 전도성 필라멘트가 마치 번개와 같이 무작위적으로 생성되고 사라지며 동작하기 때문에 제어하기 힘들어 신뢰성이 낮아 응용에 사용하기 위한 어레이 형태 제작이 힘들어 안전성과 수율 문제점이 존재했다.

최 교수 연구팀은 불안정한 필라멘트 방식 대신, 산소 이온의 점진적인 이동을 이용해 저항 변화 소자를 구현했다.필라멘트의 무작위 형성과 붕괴가 없어 높은 신뢰성을 보였다. 자가 정류 특성과 높은 수율도 장점이다. 이어 400개의 인공 뉴런 소자를 100% 수율의 크로스바 어레이 형태로 집적하는데 성공했다. 


연구팀은 제작한 인공 뉴런 어레이 기반 뉴로모픽 시스템을 이용해 항균성 단백질 아미노산 서열을 학습하고, 이를 바탕으로 새로운 항균성 단백질을 만들어내는 뉴로모픽 시스템을 구현했다.

 인공 뉴런 활용법:  

KAIST:개발된 소자는 뛰어난 안정성과 높은 수율을 바탕으로 차세대 멤리스터 기반 뉴로모픽 컴퓨팅 시스템 구현에 기여할 것으로 기대된다. 또 축적 컴퓨팅 등 다양한 응용이 가능해 미래 전자공학의 기반이 될 것으로 전망된다. 

KIST:인공감각 뉴런소자가 의료영상 진단시스템 개발, 맥박이나 혈압의 시계열 패턴 분석을 통한 급성 심장질환의 예측, 가청 주파수 바깥의 진동을 감지해 건축물 붕괴 사고나 지진, 쓰나미 등을 예방하는 초감각의 구현 등 생명·안전과 관련한 다양한 사회 문제 해결에 많은 기여를 할 것

출처:http://www.daejonilbo.com/news/articleView.html?idxno=2008120

https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EC%A0%80%EC%A0%84%EB%A0%A5%C2%B7%EA%B3%A0%ED%9A%A8%EC%9C%A8-%EC%9D%B8%EA%B3%B5%EB%89%B4%EB%9F%B0%EC%86%8C%EC%9E%90-%EA%B0%9C%EB%B0%9C%EC%B0%A8%EC%84%B8%EB%8C%80-%EC%9D%B8%EA%B3%B5%EC%A7%80/

보청기는 난청이 있는 사람들에게 소리를 증폭해서 잘 들을 수 있도록 도와주고 더불어 소리 자극을 통해 청신경을 재활시켜주는 의료기기이다. 단순하게 소리만 올려주는 아날로그 보청기와 각 주파수별로 조절기를 따로 두어 세밀하게 조절할 수 있는 디지털보청기, 더불어 착용자의 변화되는 환경을 감지하여 보청기 스스로 소리조절을 달리하는 인공지능 기술이 탑재된 보청기까지 나와있는 상황이다. 현재의 보청기들은 착용자의 환경을 감지하여 편안하게 변환을 하는 기술력을 이용해 소리를 듣기 때문에 일상에서 더욱 편안하고 또렷하게 소리를 들을 수 있게 되었다.
보청기의 소리 경로로는 마이크->앰프->스피커로 되어있으며 앰프에서 만들어진 전기신호는 스피커를 통해 우리가 들을 수 있는 소리신호로 변환된다.

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