기존 초음파 영상 진단은 고해상도 구현에 어려움이 있었으며, 특히 다수의 배열소자를 갖는 변환자 제조 시 균일한 성능 확보가 문제였습니다. 본 발명은 이러한 한계를 극복하기 위해 초음파 영상용 배열 변환자의 최적 제조 방법을 제시합니다. 단위 배열 변환자의 배치 간격을 정밀하게 제어하고, 그레이팅 로브 및 사이드 로브 크기 분석을 통해 가장 이상적인 배열을 찾아냅니다. 이를 통해 송수신 빔집속의 정확도를 극대화하여, 인체 내부 조직에 대한 높은 해상도와 대조도를 갖는 초음파 영상을 구현할 수 있습니다. 본 기술은 1024개 이상의 배열소자를 활용하여 신속하고 넓은 영역을 영상화하는 효과를 제공합니다. 의료 진단 기술의 혁신에 기여할 것입니다.

기존 진단 기술의 한계를 넘어, 멜라닌 나노입자를 활용한 혁신적인 광음향 영상화제가 개발되었습니다. 본 기술은 질병 병변에서 나타나는 산성 환경 또는 특정 금속 이온 존재 시 멜라닌 나노입자가 특이적으로 응집되어 광음향 신호를 현저히 증폭시키는 원리를 활용합니다. 이를 통해 암, 염증 등 진단이 어려운 질병 부위를 높은 민감도로 실시간 영상화할 수 있습니다. 특히, 인체에 안전하고 생체 내 잔류 시간이 길어 효율적인 질병 진단 및 치료에 기여할 수 있습니다. 본 발명은 정밀한 의료 영상 진단 솔루션을 제공하여 환자의 삶의 질 향상에 중요한 역할을 할 것입니다.

기존 초음파 변환자는 FPCB 사용으로 음향 특성 저하, 제작 공정 복잡, 비용 증가 문제가 있었습니다. 본 발명은 이러한 한계를 극복하고자, 신호 및 접지 라인을 하나의 FPCB에 통합하여 초음파 변환자를 제조하는 기술을 제시합니다. 이 기술은 전기적으로 분리된 압전소자 배열 아래에 일체형 FPCB를 부착하고, 그 위에 접지 물질을 도포하여 접지를 연결함으로써 초음파 프로브의 성능을 획기적으로 개선합니다. 특히, FPCB 사용을 최소화하고 접착 공정을 줄여, 진동 특성을 향상시키고 불필요한 미스매칭 효과를 제거하여 에너지 전달 효율을 극대화합니다. 결과적으로, 이 혁신적인 제조 방법은 제작 공정의 복잡성을 대폭 줄이고 생산 단가를 절감하는 동시에, 초음파 변환자의 넓은 대역폭과 높은 감도를 확보합니다. 이는 의료 영상 진단 장비의 성능 향상과 신뢰성 증대에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

기존 광 영상 및 치료 기술은 광산란으로 인해 깊은 조직 내부를 관찰하거나 치료하는 데 한계가 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 초음파 에너지를 활용하여 조직 손상 없이 광 에너지의 침투 깊이를 획기적으로 증가시키는 기술입니다. 초음파로 미세한 에어 버블을 생성, 광의 산란을 줄이고 전방 진행을 유도하여 의료 영상 진단 및 치료의 정밀도를 크게 향상시킵니다. 이 기술은 광역학 치료 등 다양한 의료 분야에서 새로운 가능성을 제시합니다.

광음향 영상은 질병 진단에 유용하지만, 비표적 흡수체나 배경에서 발생하는 노이즈로 인해 진단 정확도가 저하되는 문제가 있습니다. 본 기술은 다중 마이크로 버블 조영제를 활용, 초음파 영상으로 마스크를 생성하여 광음향 영상의 배경 노이즈를 효과적으로 제거합니다. 이를 통해 표적 흡수체를 명확히 구별하고, 신호 대 잡음비 및 대조도 대 잡음비를 향상시켜 질병 진단의 정확도를 획기적으로 높일 수 있습니다.

혈관 내 초음파 영상은 높은 샘플링 주파수와 방대한 주사선으로 인해 실시간 영상 구현 및 대용량 메모리 사용에 어려움이 있습니다. 본 발명의 디지털 스캔 컨버터는 이러한 문제점을 해결합니다. 스캔라인 데이터 저장부, 입력 컨트롤러, 룩업테이블, 복수의 버퍼, 보간부를 포함하며, 인접 스캔라인 데이터와 룩업테이블 정보를 효율적으로 활용합니다. 이 기술은 메모리 리소스를 획기적으로 절약하면서 실시간으로 고품질 초음파 영상을 생성하여, 의료 영상 분야의 기술적 한계를 극복하는 데 기여합니다.

기존 폰 노이만 아키텍처는 높은 전력 소모와 발열 문제가 있으며, 기존 이진 신경망(BNN) 구현 방식은 집적도와 신뢰성에서 한계를 보였습니다. 본 기술은 나노 전기기계 메모리(NEM) 소자를 활용하여 이러한 문제를 해결하는 이진 신경망 및 그 동작 방법을 제시합니다. NEM 셀을 이용한 XNOR 연산을 통해 시냅스 어레이의 셀 개수와 전력 소모를 크게 줄일 수 있습니다. 또한, 최소한의 NEM 셀로 이진 신경망 어레이의 집적도를 높이고, 우수한 내구성과 신뢰성을 바탕으로 안정적인 시스템을 구현합니다. 이 기술은 차세대 저전력 고집적 인공지능 반도체 개발에 기여할 것입니다.

기존 합성가스 기반 C2-함산소화합물 제조 방식은 고온/고압 조건과 촉매 선택성의 문제점을 안고 있습니다. 본 기술은 루테늄 나노입자를 지지체에 담지시킨 새로운 불균일계 촉매를 개발하여 이러한 한계를 극복합니다. 이 촉매는 귀금속인 루테늄의 사용량을 현저히 줄이면서도 아세트산 및 에탄올 등 C2-함산소화합물의 우수한 전환율과 선택도를 제공합니다. 또한, 물 첨가 및 반응 조건 최적화를 통해 생산 효율을 극대화하며, 촉매의 장기적인 안정성을 확보하여 C2-함산소화합물 제조 공정의 경제성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 혁신적인 해결책입니다.

방사성의약품 생산 과정에서 1회용 카세트의 조립 불량은 생산 실패와 경제적 손실을 초래합니다. 기존에는 생산 완료 후 불량 여부를 확인하여 사전 예방이 어려웠습니다. 본 기술은 이러한 문제점을 해결하고자, 방사성의약품 카세트의 조립성을 생산 전 단계에서 정확히 검사하는 장치를 제안합니다. 제1 카메라로 수평 조립 부품의 정렬 및 루어 조립 적정성을, 제2 카메라로 수직 조립 부품의 체결 깊이(콕 높이)를 평가하여 불량품을 신속하게 판별합니다. 이 시스템은 듀얼 카메라 영상 분석을 통해 카세트의 정확한 체결 깊이와 정렬 상태를 확인함으로써, 방사성의약품 생산 수율을 획기적으로 향상시키고 경제성을 높이는 데 기여합니다.

기존의 특정 물질 감지 기술은 높은 비용과 긴 분석 시간으로 인해 실시간 활용에 어려움이 있었습니다. 본 발명은 광결정 복합 구조물을 활용하여 특정 물질의 흡수량에 따른 부피 변화를 광학적(색) 변화로 극대화하고, 식별 영역별로 특정 물질의 통과 특성을 달리하는 부가 커버층을 통해 다차원 식별을 가능하게 하여 이러한 한계를 극복합니다. 이 기술은 휘발성 유기 화합물(VOC) 검출 센서, 지폐나 보안 카드의 진위 식별 등 보안 분야에 혁신적인 솔루션을 제공합니다. 고속 응답성과 명확한 색 변화를 통해 정밀하고 신뢰도 높은 물질 식별 및 진위 판별이 가능합니다.

본 발명은 기존 전기기계 스위치의 높은 구동 전압 문제를 해결하는 데 중점을 둡니다. 캔틸리버의 탄성에너지를 효과적으로 활용하고, 동적 슬링샷 제어 기술을 통해 풀백 및 풀인 전압을 정밀하게 제어하여 구동 전압을 획기적으로 낮추는 방법을 제시합니다. 이 기술은 MEMS(미세전기기계시스템) 및 NEM(나노전기기계시스템) 소자의 구동 효율을 극대화하며, 재구성 가능 로직(FPGA)과 같은 차세대 반도체 분야에서 필수적인 저전력, 고성능 스위치 구현에 기여합니다. 특히, 캔틸리버의 물리적 이동에 맞춰 슬링샷 신호를 동기화함으로써 안정적이고 효율적인 저전압 구동을 실현합니다. 본 기술은 인공지능, 데이터 분석 등 확장된 어플리케이션에 적용 가능합니다.

기존 바이러스 진단 방식은 높은 비용, 전문성 요구, 혹은 낮은 민감도 등 여러 한계에 직면해 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(PEGDA) 및 폴리스티렌 나노입자(PSNPs)를 포함하는 수화젤 센서를 적용한 바이러스 감염 진단 키트를 제안합니다. 이 혁신적인 수화젤 센서는 바이러스 스파이크 단백질과 같은 항원 단백질의 고정력을 획기적으로 높여, 친수성 및 소수성 단백질 모두에 대한 검출 민감도를 극대화합니다. 결과적으로, 기존 진단법 대비 빠르고 정확한 현장 진단(POCT)을 가능하게 하여, 바이러스 감염 여부를 더욱 신뢰성 있게 진단할 수 있습니다. 본 기술을 통해 정밀하고 신속한 바이러스 진단의 새로운 기준을 경험하시길 바랍니다.