자율주행차·로봇·드론 등에 활용…'사이언스 로보틱스' 게재
지스트(광주과학기술원) 등 국내 연구진이 바닷속 불리한 환경에서도 먹잇감을 잡는 갑오징어의 눈을 모방해 불규칙한 빛 조건에서도 고대비·고해상도 영상을 얻을 수 있는 카메라 시스템을 개발했다.
23일 지스트에 따르면 갑오징어는 위쪽 빛은 차단하고 아래쪽 빛은 많이 받아들이기 위해 동공이 W자 모양이 돼 빛 조건을 조절한다.
망막에는 아래쪽 빛이 들어오는 영역에 광(光)수용체들이 밀집돼 있어 먹잇감이 지나다니는 아래쪽으로 고해상도의 시력을 구현한다.
연구진은 구형 렌즈 앞 조리개를 갑오징어의 동공 모양과 같이 W자형으로 만들어 위쪽에서 강하게 들어오는 빛을 효과적으로 감소시켰고 광다이오드가 과노출되지 않게 했다.
또 갑오징어 망막처럼 관심 영역이 영상으로 맺히는 영역에 광다이오드 픽셀을 밀집시켜 효율적으로 고해상도 영상을 얻게 했다.
기존 카메라 시스템은 불규칙한 빛 조건에서 영상을 얻은 후 소프트웨어로 개선하는 후처리 방식이지만, 이 시스템은 하드웨어 자체에서 빛 조건을 조절해 질 높은 영상을 수집할 수 있어 효율적인 영상 처리가 가능하다.
원통형 광다이오드에 유연하게 밀착되는 탄소나노튜브 기반 편광 필름을 제작해 편광 방향에 따라 빛이 흡수·투과되게 하고 명암 대비를 높인 더욱 선명한 영상을 획득할 수 있다.
시각적으로 변화하는 환경에서 사용해야 하는 자율주행차, 이동형 로봇, 드론 등에서 고품질 영상을 얻기 위한 카메라 시스템으로 활용할 수 있다.
이번 연구는 지스트 전기전자컴퓨터공학부 송영민 교수, 서울대 화학생물공학부 김대형 교수, 부산대 전자공학과 이길주 교수가 지도하고 지스트 장세희 연구원, 미국 노스웨스턴대 김민성 박사, 서울대 김민수 연구원이 공동 수행했다.
송 교수는 "큰 면적을 가진 원형으로 변경이 가능한 가변 동공을 제작할 경우, 주간뿐만 아니라 야간에도 활용이 가능한 고품질 카메라 시스템을 구현할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.
연구 결과는 세계적인 학술지 '사이언스 로보틱스(Science Robotics)' 2월 15일 자에 게재됐다.
헬로티 Master 기자 |
