나노, 바이오, 정보, 인지공학의 다학제간 기초 및 응용 융합교육을 통하여 21세기 미래사회에서 능동적이고, 창의적인 사고와 종합적인 설계능력을 지닌 최고수준의 과학기술인력을 양성함을 목표로 한다.

• NBIC 융합 시스템 입문 (Introduction to NBIC Fusion System)
  인지공학의 이해에 필수적인 나노 현상의 일반 기술 내용과 최신기술 내용을 교육함으로써 나노 기술의 이론적 근거를 제공함을 목적으로, 나노소자의 인체와의 상호작용, 나노 시스템에서의 물리 현상, 나노 전기기계 시스템 설계, 나노 융합 시스템 설계에 대한 지식을 제공한다.


• 응용수학 기본 (Fundamentals of Applied Mathematics)
  미분방정식, 선형대수학, 파동방정식 등을 학습하여 뇌공학 관련 문제 해결에 응용하는 사례 학습을 통해 응용수학의 기초를 학습하는 과정이다.


• 광자 공학 개론 (Introduction to Photonics Engineering)
  광학 현상을 이해하기 위한 기초 전자기, 파동, 전자장 등 물리적 이론과 편광, 간섭, 산란, 흡수 등 광학적 현상에 관하여 이해하고, 그 통신, 센서, 이미징, 인지, 의료 공학적 응용 분야로의 적용 방안에 관하여 학습한다.


• 시스템모델링 및 제어입문 (Introduction to System Modeling and Control)
  인체시스템, 유체시스템, 열시스템, 전기시스템, 기계시스템 등 동적시스템의 해석을 위한 모델링기법으로, 모델링의 개요, 모델 검증, MATLAB/Simulink를 이용한 시뮬레이션, 이산 및 연속시간시스템, 시간 및 주파수대역 해석 등을 강의한다.


• 광메카트로닉스공학 (Optomechatronics Engineering)
  인체시스템, 유체시스템, 열시스템, 전기시스템, 기계시스템 등 동적시스템의 해석을 위한 모델링기법으로, 모델링의 개요, 모델 검증, MATLAB/Simulink를 이용한 시뮬레이션, 이산 및 연속시간시스템, 시간 및 주파수대역 해석 등을 강의한다.


• 계측 및 신호처리 (Measurement and Signal Processing)
  계측장비의 종류와 사용법, 실험데이터의 해석, 센싱장치, 변위․압력․유동․온도신호의 측정, 신호처리, 인지와 프로세싱, A/D변환기, 기록기, 마이크로컴퓨터, 신호와 잡음해석, 랜덤데이터, 주파수역해석, 푸리에변환 등을 강의한다.


• 광전자공학 (Opto-electronics)
  반도체와 전자의 상호작용에 의해 발생하는 광파의 생성과 검출에 영향을 미치는 여러 가지 물리적인 현상의 근원에 대하여 학습한다. 대표적인 광전자 소자인 레이저, LED, Photodetector 관련 핵심 기술에 관하여 논의하고 이들을 이용한 광통신 시스템, 광전변환 전력 생성, 광센서 응용 기술에 관하여 살펴본다.


• 나노바이오소재 (Nano Bio Materials)
  유기고분자, fullerene, 탄소나노튜브 등 대표적인 나노유기구조를 소개하고 이들 물질의 합성, 구조분석, 물성, 응용성을 학습한다. 특히, 유기전자소재와 바이오소재로서의 다양한 응용성과 가능성을 심화 학습한다.


• 신경과학 입문 (Introduction to Neuroscience)
  인간신경계의 구조와 기능을 세포 및 분자 수준에서 이해하며, 신경세포의 구조와 종류, 신경물질의 전달, 흥분성 시냅시스, 억제성 시냅시스, 막전위 작용원리, 기능 신경호르몬, 신경세포의 분화 퇴화 등에 대한 기초적인 원리 및 이론을 중심으로 공학도를 위하여 쉽게 강의한다.


• 응용광학 (Applied Optics)
  광물리 관련 기초이론과 이를 응용한 에너지 생성, 현상분석 및 측정기술을 학습한다. 광학현상, 광학적 여기시스템, 산란광, 투과광, 흡수광, 형광, 공명현상을 이용한 응용기술 등이 포함된다.


• 인지메카트로닉스 개론 (Introduction to Cogno-Mechatronics)
  인간 인지기능의 정의, 시각․청각․촉각신호의 machine inferface, color interaction, visual representation, digital image representation, vision-based cognition 기본 원리 등이 포함된다.


• 지능제어 (Intelligent Control)
  지능적 학습제어이론을 이해하고 그 응용력을 향상시키는 것을 목표로 한다. 지능, 인공지능, 신경망회로지능, 퍼지지능, 행동양태지능, 전문가시스템, machine vision, 카메라를 이용한 환경인식 등을 다룬다.


• 전자 스핀 융합소재 (Electron Spin Fusion Materials)
  나노분말이나 나노박막 등의 나노소재에서 소재의 제작과 처리방법 그리고 표면상태 등에 따라 전자 및 스핀의 특성은 달라진다. 나노소재를 활용한 응용물질의 효과적인 제작과 처리방법, 전자 및 스핀의 특성을 결정짓는 중요한 요인들과 물성이 어떻게 바뀌는지 그리고 좋은 물성을 유도하기 위한 방법 등이 강의된다.


• 고급생체의공학 (Advanced Biomedical Engineering)
  바이오메디컬 산업에서 주로 다루어지는 재료, 소자, 기기에 대한 기본적인 지식들을 습득하고, 이러한 기본 특성들을 기반으로 새로운 광학, 전자기적, 물리화학적 물성을 가진 의료진단 및 치료 시스템을 설계하도록 한다.


• 광의료기기특론 (Special Topic on Biomedical Photonics System)
  전자기 파동방정식과 빛의 반사와 굴절, 도플러 효과, 파동의 중첩과 간섭, 편광 등 광학적 지식을 습득한 후 레이저, 전자현미경, 광단층영상기기, 뇌기능영상화 등 다양한 의료기기의 기본원리 이해를 바탕으로 실재 현장에서의 의료기기로 설계하도록 한다.


• 광집적회로 (Photonic Integrated Circuits)
  본 교과목에서는 광도파로에 관한 기본적인 이론 지식을 배우고 다양한 광도파로 소자를 설계하는 과정을 다루게 된다. 빛의 편광이나 위상특성을 제어하기 위한 광소자들을 광도파로 기술을 이용하여 하나의 칩상에 집적화시켜서 구현하는 방법을 학습한다. 전자회로의 집적도가 높아지면서 폭넓은 기술 발전에 기여한 바와 유사하게 광소자 분야에서도 다양한 기능의 소자를 단일 칩상에서 구현하기 위한 방법도 포함된다.


• 나노광학특론 (Special Topic on Nano Photonics)
  나노 수준에서의 생명 현상 규명 및 그에 관련된 지식 즉, 분자 수준 이하에서 생체의 계측 및 치료 등을 위한 응용 영역에 관점을 두고, 현재 이루어지고 있는 광학적인 응용 범위 및 구체적인 사례 등을 통하여 미세 조직의 영상화가 가능한 최신 현미경 기술과 응용방법의 개념을 정립함에 있다.


• 나노기능성재료 (Nano Functional Materials)
  재료적 측면에서 개발될 수 있는 다양한 물성을 바탕으로 하여 첨단 과학분야에서 많이 활용되고 있는 여러 가지 소재들을 소개하고 이를 바탕으로 향후 미래 산업에 필요한 소재가 무엇인지 어떤 기능을 확보하여야 하는 지 등을 다룬다.


• 나노메카트로닉스시스템 (Nano-Mechatronics System)
  나노스케일 전기기계 시스템 및 소자의 모델링, 해석 및 최적화를 목표로 양자역학, 전자기학, 열전달 및 유체 유동, 고체 역학의 다학제적인 접근으로 모델링의 기본 개념을 정립하고, 나노구동기 및 나노센서를 사례로 수학적 모델링을 통한 설계 방법을 강의 및 세미나를 통하여 구체적인 활용기술을 습득케 한다.


• 뇌영상공학 (Brain Imaging Engineering)
  최신 뇌단층 영상기술인 MRI와 PET 기기의 기본 원리를 학습함으로써 양전자 방출 단층촬영기의 분자과학적 조기진단 능력과 자기공명영상의 고해상도 해부학적 영상의 이해를 높이고 그 응용 방안으로 조기 질병 진단 및 치료와 인지과학적 분석 방식의 개념을 구축한다.


• 레이저공학 (Laser Engineering)
  나노 센서 및 나노 구조물의 제작과 측정 분석 등의 분야에 필수적인 레이저에 관한 물리 광학적 원리 및 배경 지식에 관하여 학습한다. 일반 광학 및 도파로 광학, 양자광학, 근접장 광학, 반도체 등의 이론과 함께 광센서, 광통신, 광정보처리, 광의료기기 등의 구체적 적용의 예를 탐구한다.


• 분자의학 (Molecular Medicine)
  암, 당뇨, 면역, 신경질환에 대한 각종 질병에 발생 원인에 관련된 유전자에 대하여 공부하고 질병 발생기전을 병리학적 기전뿐만 아니라 분자생물학적 관점에서 설명하여, 정상적인 상태의 생명현상과 질병상태의 병리 현상을 비교 분석할 수 있도록 한다.


• 분자이미징 (Molecular Imaging)
  형광 분광학 및 형광 이미징의 원리, 기초 이론을 학습하고 이미징다이로 사용될 수 있는 형광분자 디자인, 합성 및 confocal microscopy, two-photon microscopy의 분자레이블로서의 응용에 대해서 학습한다.


• 분자 전자공학 및 응용 (Molecular Electronics and Applications)
  소재와 재료를 분자의 레벨에서 취급하는 물리적, 화학적 기초를 다루며 양자적 상태의 변화, 나노기술을 통한 분자 수준의 물질의 제어, 유기, 무기 분자 물질의 차이점 등을 다룬다.


• 나노소재 입문 (Introduction to Nano Functional Materials)
  전자 공학에 있어서 최근 연구되고 있는 기능성 나노물질에 있어 반드시 필요한 중요한 분야이다. 기능성 나노물질들 중 광학적 특성과 전기적 특성, 자기적 특성 등이 물질에 따라 어떻게 다르게 나타나며 물질의 구조를 통해 어떤 물성 등이 예측 되는지, 그리고 영상 기술 및 인지공학 기술과의 연계성 등을 다룬다.


• 세포신호 네트워크 (Cellular Signaling Network)
  신경세포를 포함하는 다양한 세포에서 세포성장, 분화, 사멸에 관련한 다양한 생명현상에는 외부에 리간드와 세포 수용체간의 결합으로 시작하여 신호가 전달되어진다. 세포내 복잡하게 네트워크로 연결되어 있는 분자들 간으로 인산화 등을 통하여 역동적인으로 변화 등이 외부적인 환경에 세포가 적절하게 반응함으로써 생존하게 된다. 이에 대표적인 신호전달경로 GPCR에 이용한 신호, Receptor Kinase 을 이용한 신호전달와 최근에 Notch, Wnt, 신호전달 기전에 대하여 배운다.


• 센서융합 (Sensor Fusion)
  센서의 신호처리 기본원리를 이해하고, 정도 향상을 위한 융합기술의 학습을 목표로 한다. 요목으로 센서 기본원리, 압력센서, 진동센서, 속도센서, 농도센서, 센서융합기술, 신호처리, 센서성능평가 등을 포함한다.


• 인지기능 인터페이스 공학 (Cogno Interface Engineering)
  뇌-컴퓨터 인터페이스의 최신 연구 동향과 기본 개념에 대하여 고찰한다. 뇌-컴퓨터 인터페이스의 다양한 사례연구를 다루며, 최신 하드웨어 및 소프트웨어 이용한 프로그래밍 실습을 포함한다.


• 인지과학특론 (Special Topic on Cognitive Science)
  인지과학의 이론과 개념적 배경을 바탕으로 인지과학의 응용 및 실용성, 학제간적 인지과학 연구의 방법론에 관한 구체적인 사례를 소개하며 다양한 인문학적 인지과학 분야의 실제 사례의 제시와 신경심리학, 신경생리학, 뇌기능영상법 등의 여러 분석 방법들을 통해 얻어진 최신 의학적 지식들을 다루게 된다.


• 인지신경과학 (Cogno-Neuroscience)
  뇌의 해부 구조, 인지신경 방법론 등의 기본적인 접근법을 통하여 인간 인지기능을 이해한다. 한편 시각, 청각, 나아가 지각의 이루어지는 원리를 다루게 된다. 이를 바탕으로 더 나아가 뇌신경계에서의 학습, 기억, 언어, 정서, 행동 등의 인지과학적 모형을 다룬다.


• 적응제어 (Adaptive Control)
  환경변화에 적응하는 제어시스템의 설계, 해석 및 구현하는 기법을 학습한다. 안정성 확보에 바탕을 둔 적응제어시스템의 설계, 매개변수의 추정기법, 모델기준적응제어, Lyapunov redesign 기법, gradient method, recursive least squares estimation, direct and indirect adaptive schemes 등이 포함된다.


• 나노시스템 공정 (NEMS Fabrication)
  메카트로닉스시스템 구현의 중요한 문제인 나노 마이크로 하이브리드 가공에서 물성의 영향에 관한 일반 기술 내용과 최신기술 내용을 교육함으로써 나노까지의 가공에 대한 현장감 있는 이론적 근거를 제공함을 목적으로, 가공에서 광/입자와 target의 상호작용, 광마이크로 머시닝 기술, 나노임프린트 기술, soft lithography 등의 원리 및 공정에 대한 지식을 제공한다.


• 논문 연구(Thesis Research)
  논문 실험 계획, 결과 해석, 논문 작성 등 학위 연구 전반에 관하여 지도한다.


• 인지메카트로닉스 공학 (Cogno-Mechatronics Engineering)
  석/박사 과정을 대상으로 인지메카트로닉스 공학과 관련된 기본 과목을 타학과에서 수강하고 이를 “인지메카트로닉스 공학” 의 학점으로 인정한다. 이로써 다학제간의 주제연구에서 부족한 타전공 관련 기본 지식을 습득한다.