오버헤드 없는 실시간 온라인 시스템 결함 진단 기술 개발

반도체 공정 폐수에는 질소, 인, 불소 등 유해 물질이 고농도로 포함되어 기존 처리 방식들은 경제성이나 효율성 측면에서 한계가 있었습니다. 본 기술은 바덴포 공정과 그래핀 산화물 기반 세라믹 나노 멤브레인 여과를 통합하여 이러한 문제를 해결합니다. 그래핀 산화물 코팅 나노 멤브레인은 미세 기공과 강한 음전하로 암모늄, 불소 이온 등 1가 이온성 물질을 효과적으로 제거합니다. 이를 통해 별도의 약품이나 탄소원 주입 없이 경제적이면서도 효율적인 질소 및 불소 제거가 가능하며, 폐수 처리 시스템의 성능과 비용 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

기존 암리논 합성법은 복잡한 다단계 공정, 고온 반응 조건, 위험한 수소 가스 사용 등으로 인해 심각한 합병증을 유발할 수 있는 한계가 있었습니다. 본 기술은 위치선택적 스즈키 커플링 반응을 활용하여 암리논 유도체를 안전하고 효율적으로 제조하는 방법을 제안합니다. 화학식 1 화합물과 피리디닐 보론산의 스즈키 커플링 반응 후, 중간 생성물을 화학식 2 화합물과 반응시키는 방식으로, 종래 대비 축소된 합성 단계와 온화한 산처리 조건으로 탈보호기 반응을 수행합니다. 이를 통해 위험한 수소 가스 없이 고수율(60% 이상)로 암리논 유도체를 얻을 수 있으며, 급성 심부전 치료제 개발 및 생산의 안전성과 효율성을 크게 향상할 수 있습니다.

유방암은 조기 진단이 환자 생존율에 결정적인 영향을 미치지만, 기존 진단법은 초기 병변 검출에 한계가 있었습니다. 본 기술은 혈액 내 알파-1 산성 당단백질(AGP)의 N-당화 변화가 초기 유방암의 핵심 바이오마커임을 규명하였습니다. 렉틴을 활용하여 AGP의 푸코실화, 만노실화, 시알릴화 등 N-당화 수준을 정밀하게 검출하며, 특히 유방암 1기 환자의 혈청에서 이 당화 수준이 현저히 감소함을 확인했습니다. 이를 통해 양성 유방종이나 다른 병기의 유방암과 명확히 구별하여 초기 유방암을 높은 민감도와 특이도로 진단할 수 있습니다. 이 기술은 유방암 조기 진단의 정확도를 획기적으로 높여, 환자의 치료 성공률 향상과 사망률 감소에 크게 기여할 것입니다. 진단 키트 및 정보 제공 방법으로 개발되어 상용화가 기대됩니다.

주사 투여로 인한 환자 고통과 인슐린의 낮은 점막 투과 문제는 당뇨 치료의 큰 과제였습니다. 본 기술은 변이체 TCTP-PTD를 인슐린과 혼합하여 비침습적 점막 전달을 가능하게 합니다. 특정 TCTP-PTD 펩타이드 서열(서열번호 3, 8, 13)이 인슐린의 점막 투과율을 크게 높이며, 이는 비강 투여 시에도 피하주사와 유사한 혈당 강하 효과를 보였습니다. 점막 손상 없이 안전하게 인슐린 생체이용률을 향상시켜 환자의 치료 편의성과 삶의 질을 높일 수 있습니다.

기존 하나의 웨어러블 기기가 가진 운동 자세 교정의 한계를 극복하기 위해, 복수의 웨어러블 기기를 신체 여러 부위에 부착하여 움직임 정보를 통합적으로 수집하는 기술입니다. BLE 통신을 통해 실시간으로 가속도와 각도 데이터를 수신하고, 이를 사전에 저장된 올바른 자세 정보와 비교 분석하여 사용자의 운동 자세를 정밀하게 판단합니다. 이 시스템은 줄넘기, 스쿼트, 런지 등 다양한 운동에 대한 정확한 자세 교정 피드백을 제공하여, 운동 효과를 극대화하고 부상 위험을 줄이는 데 기여합니다. 또한 다중 사용자의 동시 모니터링도 가능하여 스마트 피트니스 경험을 향상시킵니다.

기존 리튬 이차전지의 흑연 음극재는 용량 한계와 실리콘 음극재의 큰 충방전 부피 변화 문제를 가지고 있습니다. 본 기술은 실리카 함유 콜로이드에 산화그래핀을 첨가하여 분말화한 뒤, 마그네시오써믹 반응으로 실리카를 실리콘으로, 산화그래핀을 그래핀으로 동시에 환원시켜 실리콘-그래핀 복합 나노물질을 제조합니다. 이 방법은 자연에 풍부한 실리카를 원료로 사용하여 경제적이며, 제조된 나노물질은 부피 변화를 최소화하고 높은 전기 전도도, 용량, 안정성을 갖는 전극을 형성할 수 있습니다. 리튬 이온 전지 및 다양한 차세대 전지의 고성능 음극재로 활용되어 배터리 성능 향상에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

기존 메모리 오류 검출 방식은 정적 메모리(글로벌 변수, 로컬 변수, 스택 영역) 오류를 분석하기 어려웠고, 시스템 크래시 발생 시 원인 파악이 어려웠습니다. 본 기술은 애플리케이션 실행 전에 정적 메모리 정보를 추출하여 인포메이션 태그 저장부에 저장합니다. 이를 동적 메모리 정보와 결합하여 정적 및 동적 메모리의 결함을 모두 검출하며, 크래시 발생 시 커널의 시그널 핸들러를 교체하여 발생 시점의 메모리 정보와 콜 스택을 수집합니다. 이를 통해 메모리 오류 검출의 정확성을 크게 향상하고, 크래시 원인을 명확하게 파악하여 효율적인 프로그램 오류 수정과 시스템 안정성 확보가 가능합니다.

기존 전자 시스템은 고온, 전압 변동 등으로 인한 데이터 오류나 손실 발생 시 소프트웨어와 하드웨어 결함을 명확히 구분하고 원인을 파악하기 어렵습니다. 본 기술은 하드웨어에 접근하는 시스템 콜을 모니터링 정보 획득 코드를 포함하는 후킹 시스템 콜로 대체합니다. 이를 통해 시스템 콜 실행 정보와 하드웨어 성능 정보를 자동 수집 및 기록하여, 전용 하드웨어 없이도 소프트웨어와 하드웨어 결함을 효율적으로 분석합니다. 특히, 하드웨어 결함 발생 시 CPU 또는 특정 하드웨어의 결함 여부를 정확히 판단하여 다양한 전자 시스템의 안정성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

기존 임베디드 소프트웨어 테스트는 개발자의 경험에 의존하고 수동적인 디버깅 방식이라 비효율적이며, 하드웨어와 OS 등 이질적 계층 간 인터페이스 테스트에 한계가 있었습니다. 본 기술은 임베디드 소프트웨어의 인터페이스를 테스트 항목으로 정의하고 이에 대응하는 인터페이스 심볼을 자동으로 추출합니다. 추출된 심볼을 바탕으로 테스트 케이스를 자동 생성하며, 이뮬레이터를 활용하여 스크립트 기반으로 테스트를 실행하고 합격/불합격 여부를 자동 판단합니다. 이를 통해 임베디드 소프트웨어의 인터페이스 테스트를 자동화하고 결함 발견 및 원인 추적을 효율적으로 지원하여, 테스트의 객관성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

기존 임베디드 소프트웨어 테스트는 하드웨어와 소프트웨어의 복합적 결합으로 인해 결함 발견과 원인 분석이 어렵고 수동적인 경험에 의존하는 한계가 있었습니다. 본 기술은 이뮬레이트 환경을 기반으로 임베디드 소프트웨어의 인터페이스를 자동으로 분석하고, 새로운 인터페이스 테스트 커버리지 기준을 제시하여 통합 테스트의 효율성을 극대화합니다. 임베디드 소프트웨어 분석 엔진이 코드 내 인터페이스 위치를 식별하고, 테스트 케이스 생성 엔진이 모니터링 심볼, 입력 데이터, 예상 출력을 포함한 테스트 스크립트를 자동 생성합니다. 이뮬레이터가 이 테스트 케이스를 실행하며, 테스트 결과 분석 엔진은 결함 위치, 원인, 성능 데이터를 자동으로 분석하여 리포트합니다. 이로써 임베디드 소프트웨어 개발자는 개발 초기 단계부터 결함을 조기에 발견하고, 객관적이고 자동화된 방식으로 원인을 파악하여 테스트 시간과 비용을 크게 절감하며, 신뢰도 높은 소프트웨어 품질을 확보할 수 있습니다.

차량용 소프트웨어의 기능 안전성 검증은 ISO 26262 표준에 따라 중요하지만, 기존 결함 주입 테스트의 신뢰성 확보에는 한계가 있었습니다. 본 기술은 소프트웨어 상세 디자인과 요구사항 문서를 기반으로 결함 주입 기법을 활용하여 테스트 케이스를 자동으로 생성하는 장치 및 제어 방법을 제공합니다. 테스트 대상 프로그램의 함수를 식별하고, 발생 가능한 결함 위치와 유형을 분석하여 테스트 설계서를 만든 뒤, 소스 코드를 바탕으로 예상 결과를 예측하여 테스트 케이스를 생성합니다. 특히 AUTOSAR 기반 소프트웨어의 단위 및 통합 테스트에 적용 가능합니다. 이 기술을 통해 차량용 소프트웨어의 안전성 검증 신뢰성을 높이고 개발 기간을 단축하며, 객관적이고 효율적인 테스트 수행이 가능합니다.

기존 온라인 시스템 테스트 방식은 결함 원인 및 위치 식별에 한계가 있었고, 과도한 자원 오버헤드를 유발했습니다. 본 기술은 운영체제의 프로세스 관리 방식에 후킹 기술을 도입하고 시스템 상태 정보 수집을 위한 프로파일링 개념을 접목하여 이러한 문제점을 해결합니다. 결함 모델 정의, 테스트 에이전트 삽입, 테스트 위치 후킹, 테스트 정보 수집 및 에이전트 제거 단계를 통해 시스템의 실시간 동작을 최대한 보장하면서 테스트를 수행합니다. 특히, CPS(Current Process Space)의 프로그램 컨텍스트 정보를 활용한 동적 후킹 방식을 적용하여 시스템 오버헤드를 최소화합니다. 이 기술은 시스템이 실제 동작하는 중에도 모든 프로세스와 동적 상황을 테스트할 수 있게 하며, 런타임 환경에서 효율적인 결함 발견 및 복구 정보를 제공하여 개발 비용 절감과 시스템 품질 향상에 크게 기여할 수 있습니다.