인간의 후각을 넘어선 '전자코' 연속적으로, 인체에 해로운 냄새 맡는 장점

인간의 후각을 넘어선 '전자코' 연속적으로, 인체에 해로운 냄새 맡는 장점 2009년 05월 28일(목)

사이언스타임즈는 교육과학기술부 과학기술정보과에서 제공하는 ‘S&T FOCUS’를 매주 2∼3회 게재한다. S&T FOCUS는 국내외 과학기술 관련 정책 및 연구개발 동향 분석결과를 제공하고, 다양한 과학담론을 이끌어 내어 과학문화 확산을 유도하기 위해 매월 3천부씩 발행되고 있다. [편집자 註]

S&T FOCUS 인간이 가지고 있는 오감 중, 일상생활에서 의사결정을 내리는데 중요한 감각은 시각, 청각, 후각, 미각의 순일 것이다. 그러나 미래의 기술은 시각, 청각은 물론 촉각, 후각, 미각 등 오감 정보를 융합하는 오감처리기술로 발전할 듯싶다. 국내의 정보처리기술은 시각, 청각을 중심으로 세계적인 경쟁력을 가지나 촉각, 후각, 미각에 대한 기술은 상대적으로 미약한 편. 특히 인간의 후각을 대신할 ‘전자코(Electronic Nose)’에 대한 연구는 14위(톰슨의 WoS(Web of Science) 데이터베이스 분석)를 기록하고 있다. 전자코는 인간의 후각 시스템을 모방한 전자적 장치다. 인간의 코가 연속적으로 다른 냄새를 맡지 못하는 단점을 가지고 있는 반면, 전자코는 연속적으로 냄새를 맡고, 인체에 해로운 냄새를 맡을 수 있는 장점을 갖고 있다. 전자코 기술은 1987년에 처음으로 'Physics in Technology'에 소개됐다. 이후 1990년대 말 센서 어레이를 이용한 전자코가 개발됐으며, 2000년대부터 많은 연구가 진행되고 있다. 인간에게는 1천 개 이상의 후각과 관련한 유전자가 있고, 동물 중에는 1억 개의 후각에 관계하는 세포가 있는 것으로 알려져 있다. 후각의 동작원리는 코의 점막 상피세포에 단백질 등이 냄새 물질과 결합해 사구체와 신경계를 거쳐 뇌에 전달되게 된다. 전자코의 원리 또한 특정 향기 또는 냄새 성분을 센서 어레이를 이용해 화학적 신호를 전기적 신호로 변환한 후 인공신경망 등을 활용해 패턴을 인식한 후 냄새성분을 감지한다. 녹색성장 기술로도 활용 2006년 영국 맨체스터대학의 과학자들은 쓰레기 매립지 및 폐수 처리 설비에서 발생하는 악취와 메탄가스를 원격으로 관찰하는 장치(전자코)를 개발했다. 이는 맑고 깨끗한 공기를 유지할 수 있는 녹색성장 기술로 여겨진다. NASA에서는 국제우주정거장 승무원의 건강과 안정을 위해서 전자코를 활용해 공기 중에 위험한 화학물질(암모니아, 수은, 메탄올, 그리고 포름알데히드 등)을 모니터링함으로써 유해한 물질을 감지하고, 공기가 오염됐을 경우 즉시 승무원들에게 경보를 보내고 있다. 외과 의사들은 암에 걸린 조직을 알아내기 위해 수술 전에 촬영한 자료를 살펴보고 수술을 수행한다. 그러나 뇌수술의 경우 뇌 조직을 암과 구별하기 어렵고, 수술 중 형상이 변경되므로 수술 전의 시각검사와 일치하지 않는다. NASA는 암세포가 만드는 화합물의 냄새 특성을 맡을 수 있는 고감도 전자코 기술을 활용해 외과의사가 수술시 종양의 위치를 알아내기 위해 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 일본 NEC에서는 소믈리에를 대신해 와인과 사과의 품질을 감별하는 전자코를 개발했으며, Alpha MOS는 관능검사기를 개발했다. 외국의 경우 다양한 형태의 가스센서와 패턴인식 기법을 적용한 고정용 및 휴대용 전자코 시스템을 개발, 판매하고 있다. 영국에서는 주로 전도성 고분자 센서를 사용하고, 프랑스에서는 금속산화물 반도체 센서를, 독일에서는 두 종류 모두 사용한 전자코가 시판되고 있다. 우리나라에서는 식품의 부패 여부 및 원산지를 판별하는 전자코를 서울여자대학교 식품 과학부 노봉수 교수팀이 개발했다. 전자코의 응용분야는 대기환경, 식품의 품질관리, 의료분야, 마약이나 폭약의 탐지 등에 활용될 수 있다. 향후 미래의 컴퓨팅기술은 네트워크 연결성을 기반으로 방송, 통신, 오락, 가전의 융합 및 오감을 입출력으로 하는 컴퓨팅 환경이 기대된다.

교육과학기술부 과학기술정보과 | 글 권오진(한국과학기술정보연구원 선임연구원) 저작권자 2009.05.28 ⓒ ScienceTimes