음향방출을 이용한 바이오용 촉각센서 시스템 개발

Abstract

본 연구에서는, 나노 가공 공정 모니터링에 이용되고 있는 음향방출 센서를 기존의 힘 피드백 기반 시스템에 적용하여, 민감도가 서로 상이한 두 센서인 폴리머 기반의 힘 센서와 음향방출 센서를 융합하여 다양한 크기의 셀에 적용 가능한 촉각센서 시스템 개발이 목적이다. PVDF(Polyvinylidene)의 압전기 현상을 통해 마이크로 레벨의 민감도를 갖는 힘 센서 시스템을 구성하여 셀이 바늘에 의해 터지는 순간의 투과력은 물론 셀과 바늘간의 접촉시기와 같은 다양한 물리적 현상을 실시간으로 관찰하여 정보를 얻을 수 있다. 압입 속도와 바늘의 직경을 바꿔가며 각 조건 별로 투과력의 변화를 분석하였다. 보다 높은 정확성을 위해 나노 레벨의 분해능을 갖는 음향방출 센서 시스템을 구성하여 셀 인젝션 시 미세 접촉, 셀의 변형 그리고 투과시기 모니터링에 신뢰성을 더하였다. 획득한 신호를 실효값 변환을 통하여 접촉, 가압 및 파괴 시기를 구분하고, 구분된 구역 별 주파수 분석을 통해 셀이 성공적으로 투과하였는지 상태 판정을 실시하였다. 다양한 셀 인젝션 조건 별 각 센서 신호의 획득/처리/분석한 결과를 토대로 뉴럴 네트워크에 적용하여 융합 신호에 대한 예측시스템의 연구를 진행하여, 연구결과를 토대로 셀 인젝션 자동화에 대한 연구 기반 확립한다.