국내 연구진이 사람이 볼 수 없는 어두운 환경에서도 주변 정보를 감지하고 처리할 수 있는 차세대 인공 시각 기술을 개발해 관심을 끈다.
김현재 연세대 교수와 연구팀은 사람 눈으로 볼 수 없는 근적외선을 감지하고 센서 자체에서 영상 정보를 보정·기억·분류할 수 있는 인공 시각 기술을 개발했다.
사람 망막과 대뇌피질이 시각 정보를 처리하는 방식을 하나의 소자 플랫폼으로 구현한 것이 특징이다. 이를 통해 자율주행차의 야간 보행자 감지와 지능형 로봇 등에 적용할 수 있는 차세대 인공지능(AI) 비전 기술을 제시했다.
근적외선은 어두운 환경에서도 물체를 구분할 수 있어 야간 보행자 감지, 보안 카메라, 의료영상 등에 활용하기 적합하다.
연구팀은 낮은 누설 전류와 우수한 공정 호환성으로 광소자에 널리 활용되는 인듐·갈륨·아연 산화물 반도체(IGZO)에 근적외선을 자외선과 가시광선으로 변환하는 업컨버전 나노입자(UCNP)를 결합한 광시냅스 소자를 개발했다. 기존 IGZO 소자가 감지하기 어려웠던 근적외선을 인식하는 동시에 빛의 세기와 반복 횟수에 따라 정보를 기억하는 게 가능해졌다.
또 소자를 어레이 형태로 집적해 사람의 망막처럼 어두운 영상을 선명하게 보정하고 대뇌피질처럼 정보를 기억하고 분류하는 망막-대뇌피질 모사 인공 시각 플랫폼을 구현했다.
이를 통해 센서와 연산장치가 분리돼 있는 기존 시스템 대비 수집한 정보를 즉시 처리할 수 있어 시간과 전력 소모를 크게 줄일 수 있게 됐다.
실제 야간 보행자 영상에 적용한 결과, 어두운 환경에서도 보행자를 더욱 정확하게 인식할 수 있는 것으로 확인됐다.
김현재 연세대 교수는 “고해상도·저전력 시스템으로 발전시켜 자율주행차, 지능형 로봇, 보안·감시 시스템 등 다양한 지능형 비전 분야에 적용할 수 있도록 연구를 이어갈 계획”이라고 밝혔다.
이번 연구는 과학·공학 분야 세계적인 학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 게재됐다.
김영호 기자 lloydmind@etnews.com
