Industrial Research
산학 협력 사례
*삼성디스플레이 (SDC) 2022~Present
3D FEM 기반 NEGF Solver 개발
나노스케일 장치에서 양자 전송의 탐색은 기존의 이론 물리로 설명 불가능함. EL-QD 기반의 양자 전송 모델의 시뮬레이션을 위해 Schrodinger 방정식을 이용한 전자 밀도 계산과 비선형 Poisson 방정식을 사용한 공간 전하 효과 계산하는 솔버 개발을 목표로 한다. Quantum device 시뮬레이션을 통해 QLED기반의 우수한 디스플레이 구조를 개발하고 그 공정 과정을 효율적으로 운용할 수 있다.
*국방과학연구소 (Agency for Defense Development) 2020~Present
스텔스 대형 플랫폼 전파해석 연구실 - 레이더 흡수물질및 거대 유전체 구조 전자파 해석 연구
3차원 복잡 및 복합 구조물에서의 전자파 해석 국산 FEM 솔버 개발 진행 중. 현재까지 상용 소프트웨어(ANSYS HFSS) 대비 기술적으로 대등하며 계산 신속성 측면에서 우수한 in-house 전자파 해석 FEM 알고리즘을 구현하고 있다. 군 관련 응용 영역 및 가상 전자파 실험이 요구되는 산〮학〮연 기관에서 활용할 것으로 기대할 수 있다.
*AskStory (2018년) IMU센서기반 실내 위치 추적 및 신체 자세 추정 알고리즘
실내 위치 추적 및 신체 자세 추정 기술은 사람/사물 모니터링, 실내 네비게이션 기술, 스마트폰 위치 서비스 등 다양한 응용분야에 적용되는 중요한 기술이다. 그 중에서, 전자발찌는 범죄자들의 위치를 추적하는 도구로서 무엇보다도 위치 추적이 중요하게 여겨진다. 센서의 위치 추적을 위하여 GPS, Wi-Fi, 비콘(Beacon) 등의 위치 추적 시스템들이 사용되고 있으나 실내에서는 GPS 신호 수신이 어렵고 Wi-Fi의 경우 실내 환경에 따라 위치 추적 정확도가 달라진다. 비콘의 경우 역시 사전 환경 구축이 필요하며 정확한 위치 추정의 큰 오차가 있어 측정의 어려움이 발생한다. 최근에는, 별도의 사전 환경 구축이 필요하지 않고 최소한의 인프라를 가지고 실내 위치 추정을 가능하게 해주는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 우리는 IMU센서로부터 얻은 데이터만으로 정확한 실내 위치 추적 및 신체 자세 추정 시스템을 구축하는데 널리 쓰이고 있는 기존에 잘 알려진 알고리즘들을 구사하여 이를 바로 적용 시킬 수 있는 코드들을 개발 하였으며 기존의 알고리즘과 비교하여 새로운 형태를 갖는 독자적인 알고리즘을 개발하고 있다.
*SKTelecom (2017년) Real-Time PCR 분석 알고리즘 개발, SK (2018년) HC/IVD 동물방역 Real-Time PCR 분석알고리즘 개발(고도화)
중합효소 연쇄반응(Polymerase Chain Reaction, PCR)은 복잡한 DNA 구조에서 원하는 부분만 단편적으로 선택하여 증폭시키는 방법이다. 증폭의 과정이 비교적 단순하고 증폭에 걸리는 시간 또한 짧아 생물학, 의약품 개발, 질병 진단, 게놈 복제 등 다양한 분야에서 많이 쓰이고 있으며 중요한 역할을 하는 기술이다. 실제로 PCR 기법은 현재 분자생물학에서 쓰이지 않는 곳이 없다고 해도 과언이 아닐 정도로 광범위하게 쓰이고 있는 기술이며 이에 그 분석 알고리즘 또한 다양하게 개발되었다. 하지만 대부분의 알고리즘들이 특허화 되어 있어 독자적인 실시간 PCR 분석 알고리즘의 개발이 필요하다. 이은정 교수 수치해석 연구팀은 SKTelecom IVD사업본부 응용진단팀 신사업추진단과 공동 연구를 통하여 PCR을 통해 얻어진 데이터를 curve fitting을 통하여 분석 비교 하는 알고리즘을 개발하였다.
Mathematical method for finding reference value λ
We proposed several algorithms to find good reference value. Furthermore, we have suggested a numerical scheme to reduce the resulting error that can be caused by false data.
Results
Error graph using proposed numerical scheme
By differing sub-interval’s length, we obtain minimizer λ for each case respectively. As seen above three graphs, errors decrease as the length of sub-interval get smaller. The scale of error is under 10% compared with the scale of raw data. Hence it is reasonable error bound for the error in approximating.
Before applying minimizer λ to the equation, we computed λ for other cases and averaged them. Using averaged λ we can get approximated value of target A at 'a'. Subtract this value from the value of mixed targets and then we can obtain approximated value of target B at 'a'.
*Seegene (2015년)
연세대학교 계산과학공학과의 수치해석팀(이은정교수님)의 최원준, 서지연 학생은 주식회사 Seegene의 Real-time PCR을 기반으로 한 원천기술 MuDT™ 의 데이터 분해 알고리즘 개발을 의뢰 받았다. 하나의 형광물질로 염색된 두 유전자를 구분하는 기술 (MuDT™)을 구현할 수 있는 수치기법들을 제안하였고 이를 통하여 부가적인 데이터의 응용, 분석방법들을 제안하였다.
씨젠은 인간의 질병을 저렴한 비용으로 조기에, 정확하게 진단하는 혁신적인 분자진단시약을 개발하는 기업이다. 분자진단이란 유전자(DNA또는RNA)를 검사하여 질병을 진단하는 방법으로, 환자의 몸에서 채취한 검체(혈액, 객담, 소변, 체액 등)에서 유전자를 추출하여 진단장비와 진단시약을 이용하여 질병과 관련이 깊은 유전자(gene) 검사를 통하여 진단하는 기술이다. 씨젠은 한번에 여러가지 유전자를 동시 다중으로 진단할 수 있는 원천기술(DPO™,TOCE™, READ, ACP™)을 개발하였다. 이러한 원천기술을 이용하여 호흡기질환, 성감염증, 간염, 패혈증, 폐결핵, 자궁경부암 등 다양한 분자진단시약을 개발하였으며, 국내와 해외에서 품질과 성능을 인정받아 국내판매는 물론 해외수출이 매출의 70% 이상을 차지하고 있다.
협력 내용 - Application of Numerical Method in MuDT™
What is MuDT™ technology?
A technology capable of simultaneous quantification and detection of multiple targets in a single channel without additional melting curve analysis after amplification step. Using MuDT™ technology provides a powerful and cost-effective path to upgrading any real-time PCR instrument, doubling its multiplexing capacity without any changes the number of channels used.
(사진출처 : www.seegene.com)
How to discriminate two targets in one channel at a certain point!
When two targets are in a one channel, varying the temperature 'a' and 'b', target A is detected at both temperatures, while B is not detected at one temperature 'b'. Since they are colored with same fluorescent material, we cannot tell the two targets at 'a'. To distinguish them, we need to get a reference value in mathematical way. Then we can get approx'imated value of target B at 'a', by multiplying target A at 'b' by reference value and subtracting this value from mixed substances at 'a'.