한국전자통신연구원(ETRI) 창업기업 ㈜공감센서가 AI 기반 초소형 제습장치를 탑재한 초미세먼지 측정기를 개발해, 실시간 대기질 모니터링 기술의 정확도와 활용성을 크게 높였다. 해당 기술은 미국 대기질 평가기관에서 최고 정확도를 인정받으며 글로벌 상용화 가능성을 입증했다. 기존 대기질 측정 기술은 실시간 대응에 한계가 있었다. 베타선 감쇠법은 공기를 포집해 분석하는 방식으로 1시간 평균값만 제공하며, 저농도 환경에서는 검출 한계로 인해 데이터 신뢰성이 떨어졌다. 또한, 1미터에 달하는 대형 제습 장치는 전력 소모가 크고 설치·유지 보수가 까다로워 시공간 해상도에 제약이 있었다.

㈜공감센서 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 광산란법 기반의 초미세먼지 측정기 개발에 착수했다. 특히 초미세먼지의 흡습성에 따라 입자 크기와 산란광 특성이 달라지는 점에 주목해, AI로 정밀 제어되는 직접 가열식 제습장치를 설계했다. 이를 통해 기존 대형 장비를 1인치 수준으로 소형화하는 데 성공했으며, 관련 기술은 글로벌 특허를 확보했다.

해당 장치는 미국 AQMD의 공식 검증을 통해 AQ-SPEC에서 최고 정확도를 인정받았다. 2023년 필드 시험에서는 PM1.0 상관계수 0.97, 2024년 실험실 시험에서는 PM1.0과 PM2.5 모두 상관계수 1.0을 기록해 기준 장비와 완벽히 일치하는 측정 정확도를 입증했다.

또한, 이 장치는 극지연구소 쇄빙선 아라온호에 탑재되어 남극과 북극항로에서 결실률 0%로 안정적으로 작동했으며, NASA 주관 아시아 대기질 공동 조사에도 참여해 글로벌 신뢰성을 확보했다.

공감센서는 이 기술을 기반으로 실시간 개인 맞춤형 대기질 알람 서비스 ‘에어알람G’ 앱도 개발했다. 사용자는 건강 상태에 따라 초미세먼지 기준을 설정하고, 알람을 통해 노출을 최소화할 수 있다. 현재 대덕특구 버스정류장과 서울 도로변 국가측정소에서 실증을 진행 중이며, 과기부 우수 R&D 혁신제품으로 지정돼 대전 유성구에서 실시간 정보를 제공하고 있다.

손명희 대표는 “실시간 측정기부터 개인 건강 구독형 알람 서비스까지 토털 솔루션을 제공하는 K-AQM은 한국이 최초로 시도하는 모델”이라며 “대기오염 피해를 줄이는 데 기여하고 싶다”고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 연구개발특구진흥재단의 지원을 받아 수행됐다.