[첨부] 전자시스템전문기술개발사업 신규 지원대상 품목

[1] 3D프린팅 특화 설계(DfAM) 기반 스마트제조기술개발

번 호	1	3D프린팅 특화 설계(DfAM) 기반 스마트제조기술개발
품목명	3D프린팅 특화설계 기반 자동차 부품 경량화·일체화 제조 기술
개념	o 3D프린팅 특화설계 기반 자동차 내·외장 부품 개발 및 공정 기술 개발 - 3D프린팅 특화설계를 통한 최적 구조의 자동차 내·외장 부품 개발 - 자동차 내·외장 부품 제작을 위한 3D프린팅 최적 공정 기술 개발 - 자동차 내·외장 부품 시제품 제작 및 실장 테스트를 통한 성능 검증
지원범위	o 자동차 내·외장 부품 3D프린팅 특화설계 기법 개발 - 재료 물성과 구조 반영 유한요소 해석 시뮬레이션 기반 최적설계 도출 기법 - 부품일체화, 경량화, 역학적 물성 최대 확보를 위한 구조 설계 등 3D프린팅 특화설계를 통한 내·외장 부품 설계 o 자동차 내·외장 부품 제작을 위한 3D프린팅 최적 공정 기술 개발 - 3D프린팅 장비·소재 기술은 기존 국내에 확보된 기술을 활용하되, 필요 시 성능 향상 및 품질 개선을 위한 기술 및 다중·복합 소재(예: 금속+광중합소재) 관련 공정 기술 개발 포함 가능 - 자동차 내·외장 부품의 직접 생산이 가능한 대형·고속 프린팅 기술 o 자동차 내·외장 부품의 3D프린팅 제작 및 실장 테스트를 통한 성능 검증 - 촉진 내후성 시험 등 부품의 안정성 검증 시험 실시 ※ 인증 및 반복평가를 위한 완성차 제조업체 연계 방안 제시 필요
지원기간/ 예산/ 추진체계	o 지원기간 : 30개월 이내 (1차년도 개발기간 : 6개월) o 정부출연금 : ’20년 5억원 이내(총 정부출연금 25억원 이내) o 주관기관 : 중소·중견기업

번 호	2	3D프린팅 특화 설계(DfAM) 기반 스마트제조기술개발
품목명	3D프린팅 특화설계 기반 다중재료 국방부품 재생·수리 기술
개념	o 군사용 장비 노후화로 발생하는 단종 및 조달애로 부품의 수요에 적시 대응하기 위해 부품 재생 및 수리 기술 개발 o 신속한 고장대응을 위해 부품 수리에 필요한 다중재료(경사기능재료 포함) 적층기술개발 등 금속 3D프린팅을 활용한 부품 제조 기술 개발 o 다중재료(경사기능재료) 적층을 통해 고가의 해외조달 부품의 마모, 균열 발생을 조치하여 부품의 내구성 및 안정성 확보
지원범위	o 국방부품의 재생 및 수리 시 필요한 3D프린팅 맞춤형 설계 및 제작 기술 개발 - 국방 수요부품 소재 및 요구특성 분석 - 역설계 및 제조설계 데이터 확보 o 경사기능재료에 적합한 3D프린팅 제조부품 물성(경도, 내마모성, 내부식성 등) 확보 기술 개발 - 기존 부품 대비 동등 이상 수준의 물성 확보 o 3D프린팅을 통해 재생 및 수리된 부품의 성능평가 프로세스 개발 o 부품 재생 기술의 상용화를 위한 가치사슬모델 및 조달네트워크 확보 ※ 군측의 실증 참여의향서 제출 및 실증 개발 내용 제시 요망
지원기간/ 예산/ 추진체계	o 지원기간 : 30개월 이내 (1차년도 개발기간 : 6개월) o 정부출연금 : ’20년 5억원 이내(총 정부출연금 25억원 이내) o 주관기관 : 중소·중견기업

번 호	3	3D프린팅 특화 설계(DfAM) 기반 스마트제조기술개발
품목명	3D프린팅 특화설계 기반 정밀화학 부품 제조 기술
개념	o 정밀화학, 반도체, 원료의약품 등 연속 생산 시스템에 필요한 정밀화학 관련 부품 3D프린팅 제조기술 확보 - 조립식, 배치식 정밀화학 공정 계통(유량분배기, 필터, 반응기 대비)은 종래의 공정으로 제작할 경우 부품 수가 많아 관리비용 증가 - 소량 화합물 생산을 위해 정밀 구조 제작이 필요하나, 정교하고 복잡한 3차원 구조 설계 요구에 따라 생산비용 증가 o 정밀화학 관련 부품에 3D프린팅 기반 설계 기술 적용을 통해 수율 증대 및 제조비용 감소 가능 - 다수의 부품을 일체화하여 공정 중 결함요소 및 부품 가공비용 감소 - 내부격자구조 설계 기술 개발을 통해 정밀화학 분야 합성 수율 확보를 위한 표면적 확대
지원범위	o DfAM을 적용한 정밀화학 부품 설계 기술 개발 - 종래 부품 대비 부품 수 및 체적을 감소시킨 3D프린팅 기반 제품 설계 - 내부 골격/격자 구조를 이용한 정밀화학 부품 경량화 설계 o 기존 제조공정 제품 대비 동등 이상의 핵심 성능 확보 - 내부 유로 최적화, 열유동 CFD 해석 시뮬레이션 등을 통한 성능 개선 방안 개발 o 3D프린팅 공정 및 후처리 공정 개발 - 3D프린팅 공정 활용한 소량 반응기용 관(tube) 두께 제조기술 개발 - 오염입자 부착 방지 및 유동특성 향상을 위한 표면제어기술 개발 - 설계된 부품의 물성 확인 및 인증 획득을 위한 시험 수행 ※ 인증 및 반복평가를 위한 수요처 확보 방안 제시 요망 ※ 친수·소수성 처리, 촉매·폴리머 코팅 등 시제품 제조를 위한 소재 관련 연구 포함 가능
지원기간/ 예산/ 추진체계	o 지원기간 : 30개월 이내 (1차년도 개발기간 : 6개월) o 정부출연금 : ’20년 5억원 이내(총 정부출연금 25억원 이내) o 주관기관 : 중소·중견기업

번 호	4	3D프린팅 특화 설계(DfAM) 기반 스마트제조기술개발
품목명	3D프린팅 특화설계 기반 항공우주용 경량부품 제조 기술
개념	o 고고도, 초저온 등 극한환경에서 운용되는 항공우주용 부품은 극한환경을 견딜 수 있어야 하고, 동시에 운용비용 절감을 위해 경량설계 개발 필요 o 안테나 도파관, 항공기 동체·날개 구조물, 유압 시스템, 전장 시스템 등에 포함되는 항공·우주용 부품의 소형화·경량화·일체화 설계를 위해 3D프린팅 특화설계 기반부품 제조 기술 개발 필요
지원범위	o DfAM을 적용한 항공우주용 경량부품 설계 - 위상최적화 적용 기존 제조방식과 차별화된 구조물의 경량화 및 일체화 - CAE 해석을 적용한 설계안 성능 검증 및 개선 o DfAM 적용 항공우주용 경량부품 제조 공정기술 - 일체화/위상최적화가 적용된 복잡형상 금속부품의 프린팅/후처리 기술 - 금속프린팅 최적 적층 각도 및 제품 배치, 서포트 배치 기술 개발 o 설계된 부품의 물성 확인 및 인증 획득을 위한 시험 수행 - 항공우주분야 수요처의 요구물성 확인을 위한 피로 해석 및 시험 - 부품의 결함 검사 기술 개발 - 극한환경시험 등 부품의 안정성 검증 시험 실시 ※ 인증 및 반복평가를 위한 수요처 확보 방안 제시 요망
지원기간/ 예산/ 추진체계	o 지원기간 : 30개월 이내 (1차년도 개발기간 : 6개월) o 정부출연금 : ’20년 5억원 이내(총 정부출연금 25억원 이내) o 주관기관 : 중소·중견기업

번 호	5	3D프린팅 특화 설계(DfAM) 기반 스마트제조기술개발
품목명	3D프린팅 특화설계 기반 전기전자용 열교환 부품 경량화·일체화 제조 기술
개념	o 전자회로 및 배터리 등 전기전자 분야 부품의 고전력, 경량화, 집적화에 따라 성능 확보를 위한 발열 문제 해결이 과제로 대두 중 - 기존 기계가공 방식의 전자회로 냉각판은 복잡한 형상을 제조하기 어려워 냉각효율 향상이 곤란 - 전기자동차 주행거리 증대 위해 공조시스템의 열효율 향상 및 경량화 필요 - 에너지 저장장치(ESS)의 안정성 위해 배터리의 열효율 향상 필요 o 냉각판 제조 시 DfAM 기반 구조를 반영하여, 발열효율의 향상이 필요 - 수냉식 냉각판의 누수 시 전자회로에 직접적인 문제를 야기하므로 일체형 구조(내부 유로 포함) 설계 및 내구성 확보를 통한 누수 방지 필요 - 배터리의 열교환기(응축기, 증발기)의 핀(Fin) 및 튜브(Tube)의 수량을 늘려야 하나, 기존의 브레이징 공법으로 제작 시 비용이 급격히 상승
지원범위	o 3D프린팅 공정 맞춤형 냉각유로 설계 기술 개발 - 전기전자 부품 특성별 냉각효율을 향상시킬 수 있는 유로 설계 기술 개발 - 기존 열교환용 부품 대비 동등 이상의 열교환(냉각)효과를 확보하기 위한 열교환(냉각)효과 시뮬레이션 연구 o 3D프린팅 공정 맞춤형 경량구조 설계 및 공정 개발 - 누수 방지용 전자회로-냉각판 일체형 구조 설계 - 열유동해석(CFD)을 적용한 핀 및 튜브 외형 설계 최적화 - mm 단위 이하 수준의 핀/튜브 벽두께 구현을 위한 금속프린팅 공정 개발 o 설계 부품의 제작 및 신뢰성(열교환 성능, 진동 및 충격 등 구조적 안정성, 수냉식 냉각판의 가압·누수 등) 평가 ※ 인증 및 반복평가를 위한 수요처 확보 방안 제시 요망
지원기간/ 예산/ 추진체계	o 지원기간 : 30개월 이내 (1차년도 개발기간 : 6개월) o 정부출연금 : ’20년 5억원 이내(총 정부출연금 25억원 이내) o 주관기관 : 중소·중견기업

[2] 5G 연계 증강현실 기기·시스템 기술개발

번  호

1

5G 연계 증강현실 기기·시스템 기술개발

품목명

5G 연계 고시인성 광시야 AR 광학모듈 핵심기술 개발

개념

o 산업현장 작업자의 생산성 향상 및 안전성 확보를 위한 보급형 고시인성 안경방식 증강현실용 광학모듈 개발이 필요

- 5G기반의 넓은 시야각, 고화질, 쌍방향 통신이 가능한 증강현실기기에서 AR 광학모듈 기술을 적용하여 산업현장 원격진단, 기술지원, 원격훈련 등 제조현장 작업자에게 편의를 제공

o 증강현실기기용 광학계 설계기술을 확보하고, 광학모듈을 국산화 제작하며, 광학특성검증체계를 확보하여 상용화 및 사업화체계 구축이 필요

- 경소형, 광시야 및 고해상도 사용자 광학모듈 표준모델 기술 확보

- 산업용 헬맷 부착형, 안경형 등 다양한 응용분야에 바로 적용 가능한 모듈형 AR 광학계 개발을 통한 AR 적용 산업의 활성화에 기여

지원범위

o 경소형 광시야(FOV 90°), 고해상도(4K) 기반 고시인성 AR 광학계 개발

- AR광학계인 렌즈설계 및 제작의 핵심기술을 확보하고 고해상도 마이크로 디스플레이를 적용한 증강영상 구현용 광학모듈을 설계

- 투시형 AR 광학계 초정밀 금형/사출성형기술, 초정밀 기능성 코팅기술, 이종 광학부품 공정/조립 기술

o 경소형 AR 글래스용 광원모듈 개발

- 경소형 폼펙터 적용 AR 광원모듈(마이크로 디스플레이부) 응용 및 최적화 기술

- 적용하고자하는 디스플레이 패널 속성을 고려한 저전력 광원엔진 구동 기술

- 영상특성 최적화용 S/W(왜곡보정, 색보정, 조도감응) 기술

o 측정평가 신뢰성 제고를 위한 AR 광학모듈의 광특성 검증 기술 개발

- 나안(裸眼) 및 증강 영상특성(시야각, 왜곡, 밝기, 색도) 측정평가 기술

- 고시인성 검증을 위한 AR 광학계 광해상력(MTF)측정 기술

* 광학모듈의 측정평가를 위한 각각의 표준 측정방법 및 기준안 제시

** 필요한 규격, 성능 등을 경쟁제품과 비교하여 상용화를 위한 제조 국산화 기술 확인 방안 및 사업화 방안 제시

o 아래 표를 참조하여 2단계로 진행하되, 사업화 측면에서 기술개발의 성과지표를 정량화하여 제시

【연차별 개발사양 참조】

단계	1단계(’20~’21)	2단계(’22~’23)
적용디스플레이의 해상도	≥2K(외산)	≥4K(외산) (*샘플 수급 가능시)
목표 화각	≥60°(광학계 국산)	≥90°(광학계 국산)
방식	양안 또는 단안	양안 또는 단안
형태	안경형 또는 헬멧형 (*제안자 제시)	안경형 또는 헬멧형 (*제안자 제시)

* 목표화각에 대한 정의와 측정조건, 측정방법 등을 구체적으로 제시

o (과제간 연계) 同사업 전체과제간 연계성 확보 및 과제수행기관간 협업촉진을 위해 과제간 정보공유, 기술세미나(교류회), 공동전시 추진

- 동과제의 개발 연구결과물을 품목3 참조모델에 단계별 2종 이상을 제시

지원기간/

예산/

추진체계

o 지원기간 : 42개월 이내 (1차년도 개발기간 : 6개월)

o 정부출연금 : ’20년 4.8억원 이내(총 정부출연금 31.5억원 이내)

o 주관기관 : 중소·중견기업

번  호

2

5G 연계 증강현실 기기·시스템 기술개발

품목명

상용 CPU/AP와 연동 가능한 AR 기기용 저전력 저지연 공간 내 위치 추적 코프로세서 SoC 개발

개념

o AR기기에서 실시간 입력되는 방대한 센서데이터*의 실시간 처리를 수행하여 주프로세서(상용CPU/AP)의 부하를 줄여주는 코프로세서 SoC개발이 필요

* IMU센서, 비전센서, 깊이 센서 등 공간 내 위치추적용 센싱 데이터

- 사용자 몰입감 극대화를 위해 증강객체를 실물과 정밀 정합하면서도, 지연시간은 최소화하기 위해 사용자의 위치를 공간내에서 실시간 정밀 추적하여 주프로세서에 전달하는 위치추척 코프로세싱 기능을 전담

- 위치추적 코프로세싱을 위해 사용자 위치추적 알고리즘, 이를 고속처리하는 하드웨어 가속기, 주프로세서와 데이터교환을 위한 고속인터페이스, 장시간 사용을 위한 저전력 기술을 개발

지원범위

o 증강 객체 정합을 위한 공간 내 사용자 위치 추적 기술 개발

- 단일센서 또는 이종센서 결합을 통해 사용자의 움직임을 측정함으로서 실내에서 사용자의 정확한 위치를 추적하고 이를 통해 증강 객체를 정밀하게 정합 및 디스플레이하는 기술을 개발

- 위치 추적 연산 경량화 기술, 위치 정보 누적 오차 최소화 기술, 이종 센서 사이 시간차 해소 기술 등을 개발

o AR 기기를 위한 저전력‧저지연 공간 내 위치 추적 코프로세서 SoC 개발

- 공간 내 위치 추적을 실시간 처리하기 위한 하드웨어 가속기 개발

- 주프로세서-코프로세서 간 고속 데이터 인터페이스 개발

- 슬립 모드, 셧다운 모드 등의 저전력 설계 기법 적용

- 내부 제어를 위해 Cortex-M, RISC5 등의 소형 프로세서 내장

- 가속기를 포함한 코프로세서를 단일칩 SoC로 구현

- 구현된 SoC로 검증 보드를 제작하고 사용자 위치 추적 기능을 데모

ㅇ 아래 표의 개발사양을 참조하되, 사업화 측면에서 기술개발의 각 성과지표를 구체적으로 정량화하여 제시 (표의 개발사양외 항목 추가 가능)

【개발사양 참조】

사용 센서	IMU 센서, 지자계 센서, 비전 센서, 깊이 센서 등에서 2종 이상
알고리즘 개발	이종 센서 결합 위치 추적 알고리즘 개발 및 검증
SoC 개발	가속기 내장 이종 센서 결합 위치 추적 코프로세서 구현
저전력 기법	슬립 모드, 셧다운 모드, 클록 게이팅, DVFS 등에서 2종 이상
칩 제작 일정	Tape-Out: 3차년도, Fab-Out: 4차년도
칩 검증 수준	3차년도: FPGA에서 가속기 포함 코프로세서 전체 기능을 검증 4차년도: SoC로 검증 보드 제작하여 위치 추적 기능을 데모

o (과제간 연계) 同사업 전체과제간 연계성 확보 및 과제수행기관간 협업촉진을 위해 과제간 정보공유, 기술세미나(교류회), 공동전시 추진

지원기간/

예산/

추진체계

o 지원기간 : 42개월 이내 (1차년도 개발기간 : 6개월)

o 정부출연금 : ’20년 4.8억원 이내(총 정부출연금 31.5억원 이내)

o 주관기관 : 중소·중견기업

번  호

3

5G 연계 증강현실 기기·시스템 기술개발

품목명

5G 연계 산업유형별 폼펙터를 적용한 산업용 AR기기 참조모델 개발

개념

o 국내 AR산업생태계 육성 및 확산을 위해 산업현장 활용성을 가지며, 핵심부품 및 서비스·플랫폼이 참조가능한 산업용 AR기기 참조모델 개발이 필요

- 고사양의 외산 디바이스는 핵심부품 및 SW·플랫폼이 수직계열화 되어있어 국내 산업현장의 다양한 어플리케이션 활용이 어려우며, 국내에서 개발하고자 하는 핵심 부품·모듈의 세트 확장성이 부족함

- 생산/작업 효율의 증대, 작업자 안전, 신규 인력에 대한 교육 등 산업현장의 AR기기에 대한 수요를 반영하면서, 디스플레이, 센서, 광학계, 디바이스 폼펙터 등 후방생태계에서 기능·성능·품질 등 다양하게 참조 가능한 모델을 개발

※ AR디바이스로서의 독자 활용성을 가지면서도, 다양한 구성품(부품)들의 성능평가, SW API, 플랫폼 연계 등의 참조모델 기능을 제시

지원범위

o 산업현장의 요구와 시장창출의 가능성을 기반으로 산업현장에서 활용가능한 AR디바이스를 제시

※ 제시하는 AR 디바이스의 수요산업과 시장가능성을 구체적으로 제시

o 아래 표를 참조하여 2단계로 진행하되, 사업화 측면에서 기술개발의 성과지표를 정량화하여 구체적으로 제시(표의 개발사양외 항목추가 가능)

【개발사양 참조】

단계	1단계(’20~’21)	2단계(’22~’23)
참조 모델	#1 (보급형)	#2 (산업용)
목표 해상도	2K(외산/국산)	2K(국산*/외산*) (*샘플 수급 가능시 4K 적용)
목표 화각 (광학계)	>40°(국산)	>60°(국산)
지원 센서	IMU + 이미지 센서	IMU + 이미지 센서 + 깊이센서 + 산업응용별 특수 센서* (*제안자 제시)
기기 형태	테더스/언테더드 방식 (안경형/헬맷형 각1종)	테더스/언테더드 방식 (안경형/헬맷형 각1종)
서비스 플랫폼과의 연동을 통한 지원 기능	AR 매뉴얼 기능 + 추가 기능* (*제안자 제시)	AR 매뉴얼 기능 + 작업자 원격 지원 + 추가 기능* (*제안자 제시)
개발 형태	자체 개발	과제간 연계 적용

o AR 기기 핵심 부품 개발/검증 지원을 위한 검증용 참조모델 개발

- 마이크로디스플레이를 포함하는 광학계의 기술개발 및 사양·품질 검증용 구동드라이버, 인터페이스 보드 및 평가체계 개발(화각·해상도 등)

- 센서 및 다양한 부가장치(페리페럴)가 확장된 AR기기 개발 및 단위부품 기능·성능 평가 검증용 참조모델 개발

- AR 디바이스에 활용되는 다양한 SW, 플랫폼 등의 참조모델 개발

※ 개발하고자 하는 검증용 참조모델의 기능, 용도, 산업 활용 분야 및 방안 등을 종합하여 구체적으로 제시

o (과제간 연계) 同사업 전체과제간 연계성 확보 및 과제수행기관간 협업촉진을 위해 과제간 정보공유, 기술세미나(교류회), 공동전시 추진

- 同사업과 동시 공고되는 품목(광학계, SoC, 플랫폼)들에 대한 참조모델의 역할과 협업계획을 구체적으로 제시

지원기간/

예산/

추진체계

o 지원기간 : 42개월 이내 (1차년도 개발기간 : 6개월)

o 정부출연금 : ’20년 4.8억원 이내(총 정부출연금 31.5억원 이내)

o 주관기관 : 중소·중견기업

번 호	4	5G 연계 증강현실 기기·시스템 기술개발
품목명	제조현장의 통합 작업지원을 위한 산업용 AR 지원 플랫폼 기술개발
개념	o AR 기기의 제조산업 적용을 위해 AR 디바이스, 특화 모듈(부품)과 함께 이를 통합하고 서비스화하는 산업용 AR 지원플랫폼 기술개발이 필요 - 생산성 향상을 위한 작업자 작업관리 메뉴얼, 데이터시각화, 원격지원 등 콘텐츠, 운영·관리 등 제반 기능을 지원 o 시장창출 및 확산의 시너지 창출을 위해 누구나 접근 가능하고 활용 가능한 오픈소스 기반의 개방형 서비스 플랫폼 개발이 필요 - 디스플레이, 광학계, 센서 등 핵심부품들의 국산화 개발을 지원하기 위한 개발환경, 구동드라이버, 개별 컴포넌트들에 맞는 평가체계 등 후방산업에서 활용 가능한 참조모델기능을 갖춘 플랫폼을 개발
지원범위	ㅇ 제조산업 확산 및 시장창출의 측면에서 산업용 AR지원플랫폼을 제시 ※ 수요산업과 시장가능성을 구체적으로 제시하고, 시나리오를 중심으로 AR지원 플랫폼의 기능·성능 사양을 정량화하여 제시 o 제시하는 산업용 AR지원 플랫폼의 수요제조산업현장 실증 계획 제시 - 산업현장 활용 및 실증을 위한 AR 기기의 확보·활용방안과 동시에 AR기기의 산업활용 용도, 기능, 효과성 사업화 방안 등을 구체적으로 제시 o 제시하는 산업용 AR지원 플랫폼의 수요제조산업현장 적용을 위해 필요한 SW기술을 아래 예시를 참조하여 구체적으로 제시 (예) 카메라 영상과 IMU 센서 결합을 통한 강건한 트래킹 기술 개발 (예) 제조산업현장 작업자의 신속한 지원을 위한 AR 네비게이션 기능 개발 * AR 네비게이션 기술 : 3차원 공간을 인식하여 현재 위치를 파악한 후 목적지까지의 최단거리를 안내할 수 있는 기술 (예) 원격지 전문가/작업자 협업을 위한 음성/영상/AR 드로잉 등의 효과적인 협업 지원 기능 개발 (예) 비전문가를 위한(수요기업에서 직접 수정이 가능한) 재활용 및 재생산이 가능한 AR 콘텐츠 생성 및 관리 도구 개발 o 제시하는 산업용 AR지원 플랫폼의 산업활용 및 사업화 방안 제시 - (필요시) 중소기업 및 개발자가 활용가능한 클라우드기반의 서비스 플랫폼 - (필요시) 사용자가 AR 콘텐츠를 자체 생성 및 관리하면서 사용할 수 있는 개방형 서비스 플랫폼 개발 - (필요시) 상용AR기기를 포함한 안드로이드/iOS 기반의 AR기기 구동지원 o (과제간 연계) 同사업 전체과제간 연계성 확보 및 과제수행기관간 협업촉진을 위해 과제간 정보공유, 기술세미나(교류회), 공동전시 추진 - 同사업과 동시 공고되는 품목(광학계, SoC, 플랫폼)들에 대한 참조모델의 역할과 협업계획을 구체적으로 제시
지원기간/ 예산/ 추진체계	o 지원기간 : 42개월 이내 (1차년도 개발기간 : 6개월) o 정부출연금 : ’20년 4.8억원 이내(총 정부출연금 31.5억원 이내) o 주관기관 : 중소·중견기업

[3] 광융합 휴먼케어 기술개발

관리번호

2020-광융합휴먼케어-디지털헬스케어-일반-품목-01

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

□ 원천기술   ■ 혁신제품

광응용기기

(가정용기기 및 전자응용기기)

기타 광응용기기

(소형가전)

융합유형

□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형  ■ 신산업(시장)창출형  □ 해당없음

해당여부

□ 특허연계    □ 표준연계   □ 디자인연계    □ 글로벌협력형 R&D

□ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁   □ 경진대회형    □ 규제개선

품목명

피부 미용 및 주름 개선을 위한

초소형 LED 기반 스트레처블 광패치 기술 개발

(TRL :  [시작] 5단계 〜 [종료] 8단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 현재 시장에서 각광을 받고 있는 LED 피부마스크의 무게에 따른 사용자 불편함과 광원의 균일도 제한에 따른 미용 효과 제약을 개선할 수 있도록 피부에 직접 부착이 가능한 스트레처블 소재 기반 초소형 광패치 고도화

□ 개발내용

ㅇ 초소형 LED 광원 기반 스트레처블 광패치 공정 기술 개발

- 스트레처블 광패치용 초소형 LED 광원 전사/접합 공정 기술 개발

- 스트레처블 광패치용 배선 기판 공정 기술 개발

- 스트레처블 광패치용 Encapsulation 공정 기술 개발

ㅇ 초소형 LED 기반 스트레처블 광패치용 모듈 및 시제품 개발

- 스트레처블 광패치용 초소형 LED 광원 및 제어 모듈 개발

- 스트레처블 광패치용 전원 모듈 개발

- 스트레처블 광패치용 통신 모듈 및 스마트폰 앱 개발

- 스트레처블 광패치 시제품 개발

ㅇ 피부 미용 및 주름 개선을 위한 기능성 화장품 연계 스트레처블 광패치 평가

- 미백, 주름 개선용 기능성 화장품 연계를 통한 광패치 활용범위 확장성 평가

- 피부 미용 및 주름 개선 관련 비임상 실험을 통한 광패치 유효성, 안전성 평가

□ 개발결과의 활용방안 (기술사업화)

ㅇ 웨어러블 디바이스의 경우 신축성 배선 기판기술과 초소형 광원을 포함한 전자소자의 정밀 정렬 접합 기술이 핵심내용으로 웨어러블 센서 및 의료기기와 디스플레이 분야에도 활용 가능

ㅇ (기술사업화 고려사항) 의료기기 2등급 허가품목

□ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준 (보유기관)	세계최고수준 (보유국/기관명)
1	연신율	%	20 이상	-	100(미국/듀폰)
2	저항변화율(@20%연신)	배수	2 이하	-	30(미국/듀폰)
3	피부 표면 온도	℃	38 이하	50	40(독일/오스람)
4	광조사 균일도(@cm2)	%	5 이내	10	7(독일/오스람)
5	중량 (얼굴전면, LED 100개 이상)	g	200 이내	230 (LG)	230 (한국/LG)
6	최대 두께	mm	4 이하	-	-

2. 국내외 기술 동향

□ 국내 동향

ㅇ LED 광선 조사기는 링크옵틱스, 루트로닉, 엠아이테크, 사이닉스, 에코메디슨, 원테크놀로지 등이 430 ~ 830nm 복합 파장 제품으로 국산화에 성공하여 시장에 진입해 있음

ㅇ LED 마스크는 LG, 셀리턴, 보미라이 등에서 신제품을 출시하여 시장에서 뜨거운 반응이 있으나 무게, 착용감, 광조사면 불연속 문제로 인해 한국광기술원을 위주로 마이크로 LED를 적용한 패치형 피부미용기기 연구가 진행중

□ 해외 동향

ㅇ 피부 미용을 위한 LED 광선조사기는 Photo Therapeurics Ltds.(영국), Lightwave(미국), Light BioScience(미국) Amjo Corp.(미국) 등 다양한 기업에서 출시 중

ㅇ 웨어러블 디바이스 기술은 미국 Northwestern University의 Rogers 연구그룹을 위주로 활발한 연구를 진행하고 있음

3. 지원 필요성

□ 정책적 지원 필요성

ㅇ 산업기술 R&D 투자전략 (’20년 R&BD전략)에 부합

- 5대 영역 25대 전략투자분야 (국민 삶의 질)

- 개인맞춤형 스마트 건강관리 (디지털 헬스케어)

□ 기술적 지원 필요성

ㅇ 스트레처블 광패치는 현재까지 전세계적으로 기술개발 시도가 전무하여 그 핵심 기술을 중소ㆍ중견 기업 주도로 개발하면 국산화에 기여도 매우 높을 것으로 판단됨

ㅇ 스트레처블 광패치는  기존 LED 마스크의 광치료 기능을 극대화하며 편의성을 향상시킬 수 있는 피부미용 공산품으로 제품 개발을 통해 국내ㆍ외 피부 미용 기기 시장을 선도하여 수출 증대 가능함

□ 시장적 지원 필요성

ㅇ 피부 부착이 가능한 스트레처블 광패치는 중저가의 제품으로 다품종 소량 생산이 가능한 사업 아이템이며 글로벌 시장을 선도할 수 있는 제품으로 자본력이 부족한 중소중견기업의 육성을 위해서는 정부의 정책적 지원이 필요함

□ 사회적 지원 필요성

ㅇ 기존 기솔과 차별화된 스트레처블 마이크로 광원 패치 제품 출시를 통해 피부치료기의 신시장 및 전후방 산업의 활성화가 가능하여 5,000명 이상의 신규 고용 창출 효과가 발생될 것으로 예상됨

4. 지원기간/예산/추진체계

○ 기간 :  30개월 이내  (1차년도 : 6개월, 2차년도 : 12개월, 3차년도 : 12개월)

○ 정부출연금 : ‘20년 4.8억원 이내 (총 정부출연금 22.5억원 이내)

○ 주관기관 : 제한 없음

○ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2020-광융합휴먼케어-디지털헬스케어-일반-품목-02

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

□ 원천기술   ■ 혁신제품

광응용기기

(가정용기기 및 전자응용기기)

기타 광응용기기

(소형가전)

융합유형

□ 산업고도화형 □ 사회문제해결형  ■ 신산업(시장)창출형  □ 해당없음

해당여부

□ 특허연계    □ 표준연계   □ 디자인연계    □ 글로벌협력형 R&D

□ 경쟁형 R&D □ 기획경쟁   □ 경진대회형    □ 규제개선

품목명

구강건강 관리를 위한 LED 표준광원과 가정용 구강 케어 기기 개발

(TRL :  [시작] 5단계 〜 [종료] 8단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

ㅇ 구강내 염증성 질환(치주염, 구내염, 구취증 등) 예방 및 완화를 위한 LED 광원 기반 구강 토탈 케어 기기 개발

- 치주 염증 예방 및 억제 효과가 있는 LED 광원에 대한 맞춤형 광원 기술

- 구강내 유해 세균 증식 억제를 위한 광조사 케어기기

- 스마트폰 어플 연동 개인별 구강 케어 이력 관리 시스템 기술

□ 개발내용

ㅇ 광원이 세균에 미치는 영향 평가를 통한 맞춤광원 기술개발

- 평가를 정량화 할 수 있는 적절한 생체외(in vitro)모델을 개발 및 활용하여 광원 테스트 프로토콜 기술

- 다양한 구강내질환의 예방 및 완화를 위한 생리적 효과 연구를 위한 LED광원 기술

- 광원이 세포에 미치는 영향을 정량화 할 수 있는 적절한 생체외(in vitro)모델을 개발 및 활용하여 표준화된 광원 테스트 프로토콜 기술

- 생체외(in vitro)모델과 표준화된 광원 테스트 프로토콜을 이용하여 예방 목적에 맞는 파장대/광량영역 선정

- 구강내 염증성 질환의 예방 및 완화 관련 광원의 효과 검증을 위한 임상시험

- 구강내 유해 세균 증식 억제 관련 광원의 효과 검증을 위한 임상시험

ㅇ 구강 질환 맞춤형 다중파장  LED 광원 모듈 및 시스템 개발

- 광조사 구강 케어 기기용 사용자 맞춤형 구동 회로 및 제어 모듈 기술

- 가정용 광조사 기반 구강케어기기 시제품 개품 기술

- 스마트폰 어플 연동 구강케어 이력 관리 시스템 기술

ㅇ 병원 실증을 통한 비임상/임상 유효성 및 안전성 검증

- 병원과의 연계를 통한하여 구강 케어 유효성 및 안전성 데이터 확보

□ 핵심성능지표

핵심 성능지표		단위	달성목표	국내최고수준 (보유기관)	세계최고수준 (보유국/기관명)
1	염증완화 효과	%	30% 이상	기준치 없음 (대종의료기) 50% (프로케어)	17% (미국/ Bristl)
2	치주염, 구내염 유발 유해세균 억제	%	초기균수에 성장률 90% 이상 억제	기준치 없음 (프로케어, 아이브라이트)	86% (미국/ Bristl)
3	광원 파장	종	2 이상	1	1 (미국/Bristl)

□ 개발결과의 활용방안 (기술사업화)

ㅇ 본과제의 결과물인 가정용 구강케어기기 개발을 활용한 치과병원용 구강내 염증완화 기기로의 확장

- 기존의 침습적(invasive) 치료법을 대체할 수 있는 치료 방법으로 활용 가능하며, 특히 염증성 질환의 초기단계에서 치료에 대한 부담을 덜 수 있음

ㅇ 구강 케어외의 다른 분야의 염증 예방 및 완화를 위한 다파장 LED를 활용한  혼합형 기기 등 사용 목적에 따른 다양한 형태의 의료기기로 상품화 가능

ㅇ 가정용 진단 기기와의 연계를 통한 스마트 구강진단 및 케어 기기로의 확장

ㅇ (기술사업화 고려사항) 의료기기 3등급 허가품목

2. 국내외 기술 동향

□ 국내 기술동향

ㅇ 국내 LED를 이용한 전동칫솔 제품이 출시되었으나 광역대가 넓은 흰색과 적색 LED를 활용한 것으로 관련 시장이 크게 활성화되어 있지 않으며, 특히 스마트형 칫솔시장은 여전히 국내 미개척시장임

ㅇ 국내의 경우 몇몇의 LED를 이용한 전동칫솔, 미백 제품이 출시되었으나 광역대가 넓은 흰색과 적색 LED를 활용한 것으로 관련 시장이 크게 활성화되어있지 않음

□ 해외 기술동향

ㅇ 해외의 경우 최근 일반전동칫솔이 스마트형으로 출시되어 칫솔질의 패턴을 인식하고 코칭받아 앱으로 연동되는 고급형 케어제품이 나와 있음

3. 지원 필요성

□ 정책적 지원 필요성

ㅇ 산업기술 R&D 투자전략 (’20년 R&BD전략)에 부합

- 5대 영역 25대 전략투자분야 (국민 삶의 질)

- 개인맞춤형 스마트 건강관리 (디지털 헬스케어)

□ 기술적 지원 필요성

ㅇ 구강내 염증성 질환(치주염, 구내염, 구취증 등) 예방 및 완화를 위한 LED 광원 기반 구강 토탈 케어 기기 개발이 필요

□ 시장적 지원 필요성

ㅇ 개인건강관리를 위한 헬스케어기기 제공 및 삶의 질을 향상

□ 사회적 지원 필요성

ㅇ LED 광원 기반 구강케어 보급을 통한 의료비 절감 효과에 기여

4. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 :  36개월   (1차년도 : 12개월, 2차년도 : 12개월, 3차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘20년 4.8억원 이내 (총 정부출연금 22.5억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소중견기업 (참여기관 중 병원 참여 필수)

ㅇ 기술료 징수여부 : 징수