수원검사출신변호사 한국기술교육대 에너지신소재화학공학부 심영석 교수 연구팀이 사람의 ‘숨’ 속에 들어 있는 아주 미세한 성분까지 정밀하게 찾아낼 수 있는 고성능 가스센서를 개발했다.
4일 한국기술교육대에 따르면 이번 연구는 석사과정 정재한씨가 제1저자로 참여했으며 연구 결과는 국제 학술지 Chemical Engineering Journal 온라인판에 게재됐고 오는 15일 발간호에도 실릴 예정이다.
사람의 호흡에는 아세톤 같은 휘발성 물질이 아주 소량 포함돼 있다. 이런 물질은 몸속 대사 상태와 관련이 있어 정확히 측정하면 건강 상태를 파악하는 데 활용할 수 있다. 하지만 숨에는 수분이 많고 여러 물질이 함께 섞여 있어 특정 성분만 정확히 찾아내는 데 어려움이 있었다.
연구팀은 이를 해결하기 위해 ‘나노나선(nanohelices)’ 구조의 센서를 설계했다. 머리카락보다 훨씬 작은 나선형 구조를 여러 겹 쌓아 가스 분자가 센서 표면에 더 많이 닿도록 만든 것이다. 그 결과 기존의 평평한 구조 센서보다 약 80배 이상 민감하게 반응하는 성능을 보였다.
또 센서 표면에 촉매 물질인 Co₃O₄(산화코발트)를 매우 얇게 입혀 감지 능력을 더욱 높였다. 이를 통해 ‘ppt(조 단위 농도)’ 수준의 극미량 가스까지 구분할 수 있는 것으로 확인됐다.
특히 습도가 높은 환경에서도 성능이 크게 떨어지지 않았으며 약 8개월간 진행한 장기 시험에서도 초기 성능을 대부분 유지했다.
이번 연구는 앞으로 호흡 분석을 통한 건강 모니터링 기술은 물론, 대기 중 유해가스 감지 등 환경 감시 분야로도 활용 범위가 넓어질 것으로 기대된다.
심영석 교수는 “이번 연구는 숨 속의 미세 성분을 정밀하게 측정할 수 있는 기술적 기반을 마련했다는 점에서 의미가 있다”고 말했다.
정재한씨는 “나노 구조를 정밀하게 제어하는 과정이 가장 어려웠지만, 세계적 수준의 성능을 확인해 보람을 느낀다”고 했다.
한편 이번 연구에는 한국화학연구원과 홍익대, 한국생산기술연구원이 공동 연구기관으로 참여했다.
삼성전자가 2030년까지 국내외 생산 공장을 ‘인공지능(AI) 자율 공장’(AI Driven Factory)으로 전환한다고 1일 밝혔다. AI 자율 공장은 제조 전 공정에 AI를 적극 적용한 공장을 말한다.
삼성전자는 AI 자율 공장 전환으로 글로벌 생산거점 전반의 품질·생산성 강화에 나선다. 자재 입고부터 생산·출하까지 전 공정에 디지털 트윈(가상 공간에 현실 세계를 똑같이 복제하는 기술) 기반 시뮬레이션을 도입하고, 품질·생산·물류 AI 에이전트를 통해 데이터 기반 분석과 사전 검증을 강화할 계획이다. 환경안전 분야까지 AI 적용을 확대해 생산 현장의 위험 요인을 사전에 감지하고 사고를 예방한다.
스스로 계획을 세우고 실행하는 ‘에이전틱 AI’를 제조 혁신에도 적용한다. 삼성전자는 AI 에이전트를 통해 생산·설비·수리·물류 전반을 지능화해 현장 자율화 기반을 강화할 계획이다. 자동화를 넘어 ‘자율화’로 전환하기 위해 제조 전 공정에 휴머노이드형 제조 로봇 도입도 단계적으로 추진하고 있다.
향후 생산 라인과 설비를 관리하는 오퍼레이팅봇, 자재 운반을 담당하는 물류봇, 조립 공정을 수행하는 조립봇 등을 AI와 결합해 최적화된 제조현장을 구현할 계획이다. 고온·고소음으로 사람이 작업하기 어려운 시설에는 디지털 트윈 기반의 환경안전봇을 적용한다.
이영수 삼성전자 생산기술연구소장은 “제조 혁신의 미래는 단순한 자동화를 넘어, AI가 현장을 이해하고 스스로 최적의 결정을 실행하는 자율 제조현장 구축이 핵심”이라며 “AI와 결합한 글로벌 제조 혁신의 중심으로 거듭나겠다”고 말했다.
삼성전자는 2~5일(현지시간) 스페인 바르셀로나에서 열리는 세계 최대 이동통신 산업 전시회 ‘MWC 2026’에서 산업용 AI 적용 전략을 공개할 예정이다. 행사 기간에 주요 기업 고객과 파트너를 대상으로 열리는 ‘삼성 모바일 비즈니스 서밋’에서는 ‘AI 자율성 확대에 따른 거버넌스 강화 전략’을 발표한다.

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