유기준 연구실은 피부, 장기, 신경조직과 같은 연성 생체조직에 기계적으로 잘 순응하는 유연·신축성 바이오집적 전자소자를 핵심 연구 축으로 삼고 있다. 대표적으로 표피 전자소자와 생체부착형 센서 기술을 통해 기존의 딱딱한 웨이퍼 기반 전자기기가 갖는 이질감과 기계적 불일치를 줄이고, 사용자가 거의 인지하지 못할 정도로 밀착되는 전자 시스템을 구현한다. 이러한 접근은 심전도, 근전도, 뇌전도, 체온, 변형률 등 다양한 생체 신호를 장시간 안정적으로 계측하기 위한 차세대 의용전자 플랫폼으로 이어진다. 연구 방법론은 초박막 반도체 소자, 유연 기판, 무선 전력 공급, 저전력 집적회로, 생체친화 재료, 그리고 기계적 설계 최적화를 통합하는 융합형 성격을 가진다. Science에 발표된 epidermal electronics 연구는 피부와 유사한 두께, 굽힘 강성, 질량 밀도를 갖는 전자 시스템을 제시하며 이 연구실의 방향성을 잘 보여준다. 또한 회의 발표와 프로젝트를 통해 방수형 바이오집적 전자소자, 인간-기계 인터페이스용 생체융합 전자소자, 촉각 기능 복원을 위한 전자촉각 리셉터 등으로 연구 범위를 확장하고 있다. 이 연구는 웨어러블 헬스케어, 디지털 치료기기, 재활공학, 차세대 인간-기계 인터페이스로의 응용 가능성이 매우 크다. 특히 손상된 감각 기능의 대체, 비침습 또는 최소침습 건강 모니터링, 실시간 생체신호 분석 기반 맞춤형 중재 기술에 중요한 기반을 제공한다. 앞으로는 더욱 높은 신뢰성, 장기 생체안정성, 무선화, AI 기반 신호 해석을 결합하여 임상과 일상 환경을 잇는 정밀 의료용 소자로 발전할 가능성이 높다.

이 연구실의 또 다른 대표 주제는 뇌 신호를 정밀하게 측정하고 필요 시 즉각적으로 자극을 가하는 삽입형 뉴럴 인터페이스 기술이다. 연구실은 대뇌피질 전기활동의 시공간적 맵핑, 3차원 뇌 신호 계측, 뇌전증·우울증·통증 등 신경정신계 질환의 생체지표 탐지, 그리고 실시간 치료 중재를 아우르는 폐루프 시스템 개발을 추진하고 있다. Nature Materials의 생체흡수성 실리콘 전자소자를 활용한 대뇌피질 전기활동 측정 연구와 최근 Nature Electronics의 초음파 기반 폐루프 신경자극 센서 연구는 이러한 연구 역량을 상징적으로 보여준다. 구체적으로는 유연 삽입형 프로브, 광학적으로 투명한 능동형 디바이스, fMRI 호환 뇌 삽입형 디바이스, 초소형 무선 모니터링 장치, 저전력 저잡음 집적회로, 그리고 AI 기반 실시간 뇌신호 분석 기술이 통합된다. 연구 프로젝트들에서는 ECoG, EEG, NIRS, 초음파 등 멀티모달 센싱과 폐회로 자극을 결합하여 질환 상태를 진단하고 증상을 완화하는 시스템 수준의 접근을 취하고 있다. 이는 단순한 계측기 개발을 넘어, 측정-해석-자극이 하나의 루프 안에서 작동하는 지능형 신경중재 플랫폼을 지향한다. 이러한 연구는 난치성 뇌전증, 우울증 동반 신경질환, 신경병성 통증, 뇌-기계 인터페이스, 정밀 신경조절 분야에 직접적인 파급력을 가진다. 특히 완전 삽입형 soft SoC 뉴럴 임플란트 연구는 향후 장기 이식이 가능한 차세대 치료기기로 이어질 수 있다. 궁극적으로는 환자 맞춤형 디지털 바이오마커 발굴, 실시간 병증 진단, 자동화된 자극 제어를 통해 신경계 질환의 진단과 치료 방식을 근본적으로 바꾸는 데 기여할 수 있다.

유기준 연구실은 기능 수행 이후 체내에서 자연스럽게 사라지거나 최소한의 잔존물만 남기는 생체흡수성 전자소자와 차세대 바이오전자 재료 연구에도 강점을 보인다. Science에 발표된 physically transient silicon electronics 연구와 대뇌피질 맵핑용 bioresorbable silicon electronics 연구는, 실리콘 기반 전자소자가 영구적 장치라는 고정관념을 넘어 의료적으로 필요한 기간 동안만 작동하는 새로운 전자 패러다임을 제시했다. 이는 재수술 부담 감소, 감염 위험 완화, 체내 잔류 이물 문제 해소 측면에서 매우 중요한 의미를 가진다. 이 분야의 연구는 반도체 공정, 재료 분해 특성 제어, 생체친화 패키징, 무선 구동, 센서·액추에이터 집적, 그리고 체내 환경에서의 안정성 평가가 함께 요구되는 고난도 융합 연구다. 연구실은 실리콘 기반 소자뿐 아니라 유연 전자 시스템, 광학적 투명성을 갖는 능동형 디바이스, 차세대 디스플레이 응용 가능성을 보여주는 micro-LED 관련 연구 등으로 재료와 소자 플랫폼을 넓혀가고 있다. 즉, 의료용 삽입 전자소자와 첨단 광전자 소자 사이를 연결하는 폭넓은 기술 기반을 구축하고 있다. 향후 이러한 연구는 수술 후 임시 모니터링 장치, 일시적 항균·치료 소자, 조직 재생 보조장치, 정밀 신경 인터페이스, 차세대 생체광전자 시스템으로 확장될 수 있다. 인체 내 안전성과 기능성을 동시에 확보할 수 있는 재료 혁신은 바이오전자 산업 전반의 핵심 경쟁력으로 작용할 것이다. 따라서 연구실의 생체흡수성 전자 및 고기능 바이오전자 재료 연구는 의공학과 전자재료공학을 연결하는 매우 전략적인 연구 영역으로 평가된다.