TIPS 프로그램 지원서 - 연구 과제 제목 및 개요

연구 과제 제목:

프로젝트 개요:

본 프로젝트는 다회용기의 위생 및 사용 추적 관리를 위한 **전기화학적 임피던스 분석(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)**과 RFID 기술을 통합한 자동화 시스템을 개발하는 것입니다. 기존의 ATP 테스트를 대체하고, 경제적이고 효율적인 비접촉식 오염 감지 및 사용 이력 관리가 가능한 솔루션을 제공하여 지속 가능한 다회용기 사용을 확대하고자 합니다.

1. 문제 정의 (Problem Statement)

다회용기 서비스의 확산에 따라 위생 관리와 사용 추적이 중요한 이슈로 부각되고 있습니다. 기존의 ATP 테스트는 미생물 감지에서 높은 신뢰성을 제공하지만, 높은 비용과 소모품 사용으로 인해 대규모 관리에는 경제적이지 않습니다. 따라서, ATP 테스트를 대체할 수 있는 저비용이고 비접촉식의 오염 감지 기술이 요구됩니다. 또한, 다회용기의 사용 횟수를 추적하여 유지 보수와 효율적인 관리를 가능하게 하는 솔루션이 필요합니다.

2. 해결 방안 (Solution Approach)

본 연구에서는 **전기화학적 임피던스 분석(EIS)**과 RFID 기술을 결합한 다회용기 오염 감지 및 사용 추적 자동화 시스템을 개발합니다. 이를 통해 비접촉식 오염 감지, 자동화된 사용 이력 추적, 운영 효율성 증대를 실현합니다.

• 전기화학적 임피던스 분석(EIS):
  • 비접촉식 전극 센서를 사용하여 다회용기 표면의 전도도 및 임피던스 변화를 측정하고, 이를 통해 미생물이나 유기물 오염 여부를 평가합니다.
  • *푸리에 변환(Fourier Transform)**을 통해 임피던스 데이터를 분석하고, 머신러닝 모델을 사용하여 오염도를 예측합니다.
• RFID 기술 기반 사용 이력 추적:
  • 각 다회용기에 RFID 태그를 부착하여 고유 식별번호를 부여하고, RFID 리더기를 통해 각 용기의 사용 횟수를 자동으로 기록합니다.
  • 사용 횟수 데이터는 데이터베이스에 저장되며, 유지 보수나 추가 세척이 필요한 경우 시스템에서 자동으로 분류합니다.

3. 기술적 타당성 및 혁신성 (Technical Feasibility and Innovation)

• 비용 절감: ATP 시약봉 없이도 비접촉식 전극을 통해 오염 상태를 감지함으로써 운영 비용을 크게 절감합니다. 특히, 대규모 다회용기 관리에서 비용 효율성이 증대됩니다.
• 자동화 및 실시간 분석: 전도도 및 임피던스 분석과 RFID 기술을 통합하여 실시간 오염 감지와 사용 횟수 추적이 가능하며, 이를 통해 다회용기의 상태를 자동으로 평가하고 관리할 수 있습니다.
• 머신러닝 기반 오염 판단: 수집된 임피던스 데이터를 기반으로 머신러닝 모델을 학습하여, 다양한 조건에서 오염 여부를 정밀하게 예측합니다.

4. 시장성 및 사업화 전략 (Market Potential and Commercialization Strategy)

• 대상 시장: 다회용기 사용이 활성화된 식음료 산업, 카페 체인, 공공기관 등을 주요 대상으로 합니다. 특히, 다회용기 사용의 확대와 함께 위생 문제에 대한 관심이 높아지고 있어, 해당 시스템의 도입 수요가 증가할 것으로 예상됩니다.
• 시장 수요: 비용 절감과 위생 관리 자동화는 다회용기 사용 산업의 핵심 요구사항입니다. 본 시스템은 오염 감지와 사용 추적을 자동화하여 고객사에 신뢰할 수 있는 위생 관리 솔루션을 제공합니다.
• 사업화 단계:
  • 1단계: 시스템의 초기 프로토타입 개발 및 파일럿 테스트.
  • 2단계: 주요 고객과의 파일럿 프로젝트를 통해 대규모 검증 및 최적화.
  • 3단계: 제품화 및 상용화 추진, 주요 B2B 고객을 대상으로 솔루션 제공.

5. 연구개발 계획 (R&D Plan)