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우수
연구성과

1)초정밀 인공피부센서
2)저서 ‘EU 개인정보보호법’

기초연구지원사업 | 저술출판지원사업
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연구배경

우리 주변의 기기들이 똑똑해지고 있다. 자동으로 화재를 감지해 해당 주소를 소방센터에 전송하고, 주차난이 심한 장소의 비어 있는 자리를 바로 알려준다. ‘사물 인터넷(IoT)’의 센서 덕분이다. 사물 인터넷 속 기기들은 센서를 통해 감각 능력을 얻고, 실시간으로 수집한 정보를 인터넷으로 주고받는다. 마치 우리가 촉각, 시각, 청각, 후각, 미각과 같은 오감으로 세상을 관찰하고 소통하는 것과 같다.

일상생활에서 쉽게 전하는 센서

  • 온도 센서

  • 습도 센서

  • 초음파 센서

  • 압력 센서

  • 가스 센서

  • 가속도 센서

  • 조도 센서

압력 센서의 활용 분야

  • 자동차 및 산업

    대기압센서, 부스트압센서,
    오일압센서, 에어백 센서

  • 모바일 및 웨어러블

    고도 센서, 기압 센서,
    환경 센서

  • 의료 및 헬스케어

    혈압계, 심박계, 체내 삽입
    의료기, 환자 모니터링

  • 가전 제품

    세탁기 수위 센서,
    에어컨 냉매압 센서

센서는 오감의 역할을 하는 만큼 그 종류도 다양하다. 이 중 사람의 촉각 역할을 하는 압력 및 터치 센서는 자동차, 의료, 항공, 가전 등 다양한 분야에 활용되고 있지만, 전기가 많이 들고 감도가 낮다는 한계가 있었다. 이에 사람의 촉각을 뛰어넘는 우수한 성능의 고감도 센서를 구현하고자 했다.

연구내용

사람의 피부 감각기관은 에너지를 거의 들이지 않고도 압력, 진동, 터치 등의 감각을 정확하게 감지한다. 다양한 수용체가 외부 자극을 받아 활성화되면, 이온채널*이 발생된 전기신호를 신경에 전달하는 방식이다. 특히, 빠른 응답*과 느린 응답*의 두 종류 신호 발생을 이용해 복잡한 자극을 명확하게 구별한다.

이온채널: 이온을 세포 내·외부로 이송하는 역할을 하는 단백질로, 이온이 움직일 때 발생하는 신호를 신경을 통해 뇌가 인지
빠른 응답(Fast adapting) : 피부에 머리카락이 닿은 것처럼 자극이 주어진 순간과 사라지는 순간에 느낄 수 있는 자극
느린 응답(Slow adapting): 질감을 느끼거나 물체를 쥔 것처럼 피부에 닿아 있는 내내 느낄 수 있는 자극

연구팀은 이에 착안하여 사람의 피부처럼 압력이나 질감, 터치감 등을 정확하고 빠르게 감지하는 ‘인공피부센서’를 개발했다. 실제 피부 감각기관을 모사해 별도의 에너지원 없이 구동될 수 있으며, 지속시간이 다른 두 가지 감각을 동시에 느낄 수 있다.

실제 피부의 감각기관(A)

MD-메르켈 원반(촉각원반), RC-루피니 소체
: 질감 등 지속적인 감각을 느낌

MC-마이스터 소체, PC-파시니언 소체
: 깃털이 닿는 느낌처럼 순간적인 감각을 느낌

인공 피부센서(B)

이온채널
: 지속적인 감각인 느린 응답(slow adapting) 담당

압전필름
: 순간적인 감각인 빠른 응답(Fast adapting) 담당

인공피부센서는 이온채널과 자체 전력 생산이 가능한 압전필름이 결합되어 있다. 먼저, 따로 전기를 공급하지 않아도 되는 이온채널을 통해 질감을 느끼거나 물체를 지속적으로 쥔 느낌을 받을 수 있다. 다음으로, 압력을 받으면 전기를 생산하는 압전필름은 순간적으로 감지되는 자극을 포착해서 전달한다.

핵심성과

연구팀은 이 센서로 외부 전원 공급 없이 맥박을 측정하는 데 성공했다. 또 압력과 진동을 동시에 가했을 때 이들을 구분하거나 물체 표면의 특징 및 점자신호를 구별하는 등 사람 피부의 정밀한 감각이 유사하게 구현됨을 확인했다.

인공피부센서의 표면 질감 및 물체 인식 결과

  • A

    지문형 센서구조

  • B

    지문형 센서의 장치도 및 측정방법: 스케일바 5mm. 라인패턴 폭 2mm

  • C

    D

    E

    유리 표면, 와트만지, 샌드페이퍼의 광학 및 전자현미경 사진

  • F

    C, D, E 각 표면의 빠른 응답과 느린 응답의 동시 측정 신호

  • G

    지문형 센서를 손가락 표면에 장착한 후 컵을 잡고 미끄러뜨리고
    다시 잡을 때의 사진

  • H

    컵의 상태 인지 시 각 순간마다 발생되는 빠른 응답과 느린 응답신호

특히, 인공피부센서는 전기회로 방식의 반도체 센서와 달리 전기회로 및 부수적인 장치가 필요하지 않고, 자체적인 전기 생산과 정교한 감지 능력을 가지고 있어 센서 분야의 새로운 패러다임을 제시했다. 이번 연구는 국제학술지 어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials) 2월 9일자 논문으로 게재되었다.

활용방안

연구팀이 개발한 인공피부센서는 맥박이나 혈압 등 생체신호를 정확히 측정하는 것은 물론, 인공지능 로봇의 피부 성능을 개선할 수 있다. 또한, 전력 소모 없이 가전이나 자동차 등 사물인터넷(IoT)과 연계해 모니터링 체계를 구축하는 등 다양한 산업에 응용할 수 있다.

MINI
인터뷰우수 연구성과, 이렇게 나왔다.

“기존 센서의 여러 문제점에 대해 고민하던 중, 사람의 피부감각이 미묘한 외부 자극을 정확하게 구분하는 것을 보고 영감을 받았는데요. 이를 모방하면 새로운 패러다임의 센서를 개발할 수 있지 않을까 하는 기대로 연구를 시작했습니다. 특히, 우리 오감 중 촉각과 관련된 압력 및 터치 센서를 사람의 피부 감각기관인 이온채널 시스템을 모방해 구현하고자 했습니다.

이를 통해 인공피부센서의 이온채널 시스템은 어느 정도 체계를 잡을 수 있었습니다. 하지만 외부 전원 공급 없이 작동할 수 있는 요소는 매우 깊은 연구가 필요했습니다. 또한, 사람의 피부신호와 유사한 두 가지 응답신호를 구현하기 위해 아이디어를 얻는 것이 어려웠는데요. 사람의 피부 감각기관에 대한 보다 깊은 이해와 실험적 시행착오를 거쳐 이를 해결했습니다.”

연구책임자 고려대 한창수 교수

연구배경

4차 산업혁명의 핵심인 빅데이터, 사물인터넷, 인공지능 등의 발전을 위해서는 개인정보의 활용이 필수적이다. 이에 따라 개인정보 보호에 대한 사회적 관심도 높아졌다. 최근에는 고객의 의뢰를 받아 온라인상에 있는 글이나 사진 등을 지워주는 ‘디지털 장의사’까지 생겨났을 정도다. 이처럼 본인이 원할 경우 온라인상의 개인정보를 삭제할 수 있는 권리를 ‘잊혀질 권리’라 부른다. 잊혀질 권리는 유럽연합(EU)이 제정한 개인정보보호법인 GDPR에 ‘삭제권’으로 실리기도 했다.

  • 시행예정 2018년 5월 25일부터
  • 적용대상 EU 국가에 사업장 보유한 기업 /
    EU 국민에게 상품과 서비스 제공하는 기업 /
    EU 국민과 관련된 데이터를 수집·분석하는 기업
  • 심각한 위반 시
    과징금     전 세계 연간 매출액의 4% 또는
    2000만 유로 중 더 높은 금액이 과징금으로 부과

EU가 2016년 5월 제정한 GDPR은 2년여의 유예기간을 거쳐 올해 5월 25일부터 전 세계를 대상으로 시행된다. GDPR이 시행되면 개인정보 유출과 같은 위반 사항에 대해 막대한 과징금이 부과되는 만큼 국내 기업들이 이에 대비할 수 있도록 지원할 필요가 있다.

연구내용

EU 개인정보보호법인 GDPR은 173개의 전문과 99개의 조항으로 이루어져 있다. 국내법규가 개인정보의 보안과 유출에 대해 준수해야 할 기준을 구체적으로 규정하고 있는 것에 반해 GDPR은 이를 명확하게 규정하고 있지 않다. 이렇듯 막연해 보일 수 있는 GDPR의 이해를 돕기 위해 핵심 내용을 큰 틀에서 정리했다.

하지만 자칫 이 법의 목적을 개인정보 ‘보호’만에 있다고 간주하는 것은 해당 목적을 제대로 파악하지 못한 것이다. GDPR은 ‘자연인의 개인정보보호권의 보호’와 ‘개인정보의 자유로운 이동’에 그 목적이 있다. 하지만, 개인정보를 활용하되 반드시 지켜야 할 규칙을 명시하고, 위반 시 강력한 제재가 가해지기 때문에 소홀히 봐서는 안 된다.

  • 강화된 정보주체의 권리

    정보를 제공받을 권리,
    정보주체의 열람권, 정정권,
    삭제권(잊혀질 권리), 처리에
    대한 제한권, 개인정보 이동권,
    반대할 권리 등

  • 기업의 책임성 강화

    기업은 GDPR 정책을 채택해
    시행해야 하고, DPO(Data
    Protection Officer, 데이터 보호
    책임자)를 지정할 의무가
    있다.

  • 개인정보 침해발생 시 조치사항

    기업은 개인정보 침해 인지 후
    72시간 이내에 감독기구에
    알려야 하며, 정보주체에게도
    지체 없이 알려야 한다.

  • 국외 이전

    EU 시민의 개인정보는 GDPR의
    규정에 부합할 경우(적정성 결정,
    표준계약 조항, 인증 등
    적절한 보호조치가 있는 경우)만
    EU 밖으로 이전할 수 있다.

핵심성과

GDPR은 EU 내 사업장이 있는 기업뿐 아니라 유럽 시민들에게 상품과 서비스를 제공하거나, 그들의 구매 습관을 추적하는 등 행동을 모니터링하는 기업에까지 확대 적용된다. 유럽 국가를 대상으로 비즈니스를 하는 국내 기업에게 이번 저서는 친절한 가이드가 되어줄 것이다.

GDPR 미준수로 인해 발생할 수 있는 부정적인 결과

특히 이번 저서는 GDPR에 관한 체계적이고 종합적인 전문서로, EU의 개인정보보호와 관련한 현행법제도 및 현행법체계에 이르기까지의 변천과정을 고찰했다. 또한 일반법과 특별법의 구체적 내용을 EU사법재판소(CJEU)에서의 개인정보보호 관련 판례와 함께 분석했다. 이를 통해 4차 산업혁명의 필수이자 디지털 경제 시대의 원유인 개인정보가 안전하게 활용될 수 있도록 시사점을 제시했다.

활용방안

EU는 세계 개인정보보호법의 입법경향을 리드하고 있는 곳이다. 이에 따라 GDPR을 반영한 우리나라 개인정보보호법의 개정작업 또한 진행 중이다. 한 예로 우리 정부는 빅데이터 활용을 위한 개인정보를 EU처럼 개인정보-익명정보-가명정보로 세분화하고, GDPR을 참조해 ‘개인정보’ 개념을 보완하기로 했다. 이렇듯 이번 저서는 국내 기업을 포함해 정부기관이나 관련연구기관에 중요한 참고자료로 활용되고 있다.

MINI
인터뷰우수 연구성과, 이렇게 나왔다.

“저는 2011년 12월, 한국행정법학회 학술대회에서 발표한 ‘잊혀질 권리’를 계기로 EU개인정보보호법을 주된 연구테마로 정했습니다. 이후 그와 관련한 여러 편의 관련논문을 발표했고, 「정보사회와 법」, 「EU법 입문」, 「EU개인정보판례」, 「유럽정보보호법」 등의 저･역서를 꾸준히 출판했습니다.

이번 성과는 EU 개인정보보호법이라는 목적지를 설정한 이래, 게으름 피우지 않고 꾸준히 여정을 밟아온 덕분이라고 생각합니다. 돌이켜 보면 EU 개인정보보호법으로의 연구의 여정은 기대와 설렘의 연속이었으며, 행복한 시간이었습니다. 이제 ‘개인정보보호법’에 관한 의미 있는 전문서와 일반서를 집필하는 것을 앞으로의 과제 중 하나로 생각하고 있습니다.”

연구책임자 전남대 함인선 교수