냄새 맡는 기계

사람에게는 오감이 있습니다.

그 중에서 후각은 가장 오래되고 가장 본능적인 감각입니다.

화재가 났다고 가정을 해볼까요?

우리는 보통 냄새를 먼저 맡고 나서 "어 불났나?" 하고 생각하지, 불이 난 걸 본 다음에 냄새를 맡진 않습니다.

청각이나 시각, 촉각은 센서 구현이 이미 됐지만 후각을 감지하는 칩 개발은 현재 진행형입니다.

후각은 느끼는 정도가 사람마다 다르고 복잡하기 때문에 디지털화 하는게 쉽지 않기 때문입니다.

예를 들자면, 공기 중에 어떤 화학 분자가 있다는 걸 감지했다고 생각해봅시다.

1) 이게 위험한 정도인지 등을 판단하려면, 뇌에서 농도가 얼만큼인지 해석해줘야 합니다.

2) 또, 후각 수용체의 유전자만 400개가 넘습니다.

3) 심지어 수용체 하나가 냄새 여러 개를 맡구요.

그래도 우리 인류는 끝없는 시행 착오를 거쳐, "전자 코"를 개발했습니다.

냄새를 파악하고 데이터로 바꿔서 활용하는 기술이지요.

전자코의 원리는 사람의 코와 비슷합니다. 후각 세포 대신, 반도체 형태의 센서가 냄새를 맡습니다.

이 전자 코가 맡은 냄새는 뇌가 아닌 컴퓨터가 분석하죠.

전자코의 센서 방식

전자코의 센서 방식은 크게 두 가지입니다.

하나는, 방금 말씀드렸던 가스 센서인데요,

일본이 이 분야에서는 치고 나갔습니다. 반도체 제조에 전자코를 적용해서 가스 누출을 감지했다고 하네요.

우리나라 KIST(한국과학기술연구원)에서도 가스 센서를 개발했습니다. 정확도가 93% 정도 나온답니다.

다른 하나는, 인간의 후각 기능을 따라한 바이오 센서입니다.

바이오 나노 센서는 활발하게 연구가 진행되고 있는 분야인데요, 다양한 활용이 가능하다고 합니다.

- 식품의 신선도 판별: 국내 생명공학 연구원에서 개발했으며, 식품 공장에서도 쓰고 있습니다.

- 화재 감지: 미국 국토부에서는 이미 전자코를 화재 감지에 쓰고 있다네요.

- 의학: 가장 기대받는 분야입니다. 암이나 난치병 진단에 쓸 수 있거든요.

예를 들어, 폐암 검사를 한다고 가정해보겠습니다. 암 검사는 방사선 노출 위험이 높은데요,

전자 코를 이용하면 숨 한 번 후 부는 것으로 폐암 검사를 할 수 있게 되는 겁니다. 정확도도 90% 이상 나온다고 하네요.

#관련 산업은?

최근 전자코는 AI 같은 ICT 발전과 결합하면서 더욱 산업화되며 고도화되고 있습니다.

5년 뒤에 전자코 시장이 두 배 이상 커질 전망입니다.

삼성전자 또한 전자 코 개발에 열심인데요, 사람처럼 냄새를 맡고 판단까지 하는 반도체를 2030년까지 만들겠다 선포했습니다.

또 센코라는 회사가 있습니다. 무인 택시에 전자코를 접목시키는 시도를 하는데요. 예를 들어, 무인 택시에 탄 승객이 술에 취해 토를 하거나, 몰래 담배를 피는 등 냄새가 나게 만들면 무인 택시가 이것을 감지해서 혼자 세차장에 가는 겁니다. 신기하죠?

김치가 얼마나 익었는지 알려주는 가스 센서를 개발해서 삼성전자의 김치 냉장고에 납품도 하고 있습니다.

미국에서는 구글이 열심히 하고 있는데 어느정도 성과가 나왔다고 합니다.

오스모라는 스타트업과 50만 가지 냄새를 분별하는 프로그램을 선보였습니다.

전자 코는 생산 비용도 감축시킬 수 있습니다.

예를 들어, 현재 식품 공장에서 불량품을 검사할 때, 샘플을 랜덤으로 뽑아서 검사하는데 불량품이 나오면 전부 폐기합니다. 하지만 전자 코가 접목이 된다면 불량품을 쏙쏙 뽑아서 버릴 수 있게 되는 겁니다.

건강과 함께 진정한 스마트 팩토리를 구현할 수 있게 도와주는 전자코, 앞으로의 발전이 기대됩니다.