AI 융합된 자연선택 알고리즘…인간 수행시 750년 걸릴 실험 단축

종합 성능 23.6배 뛰어난 적외선 열 감지 센서용 다층 박막 소재

 

뱀이 적외선 열을 감지해 먹잇감을 찾는 능력을 통해 영감을 받은 고성능 센서 기술이 새롭게 탄생했다. UNIST 물리학과 연구팀이 상용화된 소재 대비 20배 이상 뛰어난 성능을 지닌 마이크로볼로미터 센서용 박막 적층 소재를 개발하며 열 감지 기술 분야의 패러다임을 바꿀 준비를 마쳤다.

 

 

이 연구의 핵심은 바로 최첨단 인공지능 기술을 활용해 소재의 조합과 두께를 최적화한 것이다. 연구팀이 보여준 방식은 생물 진화의 ‘자연 선택’ 원리를 모방해 수천만 개의 조합 중 최우수한 조합을 선별해내는 유전 알고리즘이다. 연구팀 설명에 따르면, 이를 통해 인간이 수행할 경우 약 750년이 걸릴 실험을 획기적으로 단축시켰다.

 

신소재는 이산화바나듐을 기반으로 하며, 이 소재에 텅스텐을 첨가한 박막을 여러 겹 쌓아 고질적인 문제를 개선했다. 기존 이산화바나듐은 특정 구간에서 급격한 전기저항 변화가 나타나 신뢰도 문제가 있었다. 그러나 이번 연구는 설계와 증착 과정에서 이러한 한계를 해결하며 상온 구간에서 민감도(TCR)를 기존 대비 3배 이상 늘리고, 신호의 정확성까지 겸비한 종합 성능 지표를 23.6배 향상시켰다.

 

 

더욱 놀라운 점은 이번 소재가 300도 저온 공정으로 기존 반도체 회로(CMOS) 위에 증착 가능하다는 사실이다. 이는 센서 기술의 상용화를 앞당길 전망이다. 연구팀은 이 기술이 야간 자율주행 차량, 드론 감시, 바이러스 감염 모니터링 등 다양한 산업 분야에서 활용될 것을 기대한다고 밝혔다.

 

이번 연구는 ‘어드밴스드 사이언스’ 저널에 등재되며 학계와 산업계로부터 큰 주목을 받고 있다. 연구는 한국연구재단 등 국내 주요 연구 사업의 지원을 받아 진행됐다.

 

헬로티 임근난 기자 |