스마트폰이 곧 라이다(LiDAR) 기술을 이용해 벽 뒤 사람이나 물체를 보는 수준까지 진화할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 MIT 연구진은 스마트폰에 들어가는 일반적인 라이다 센서만으로도 모퉁이 뒤 숨겨진 물체 움직임을 추적하는 기술을 개발했으며, 향후 스마트폰·로봇·웨어러블 기기에 적용될 가능성이 제기됐다.
스마트폰 라이다가 ‘벽 뒤’를 보기 시작한다
오늘날 프리미엄 스마트폰에는 라이다 센서가 탑재돼 있다. 라이다는 빛을 쏜 뒤 되돌아오는 시간을 계산해 거리와 공간 형태를 측정하는 기술로, 증강현실(AR) 기능이나 심도 인식 성능 향상에 사용된다.
하지만 기존 라이다에는 큰 한계가 있었다. 눈앞에 직접 보이는 물체만 감지할 수 있다는 점이다. 벽이나 장애물 뒤에 있는 사물은 원래 감지할 수 없었다.
미국 MIT 연구진은 이번에 이 한계를 넘는 알고리즘을 개발했다. 핵심은 기존 시스템이 버리던 ‘아주 희미한 빛 신호’를 활용하는 방식이다.
보통 라이다에서 나온 빛은 벽이나 바닥에 부딪힌 뒤 여러 방향으로 흩어진다. 기존 기술은 너무 약한 신호라고 판단해 이를 무시했지만, MIT 연구진은 이 신호를 여러 장면에 걸쳐 계속 모았다. 이후 스마트폰이나 물체가 움직이며 얻어진 여러 각도의 데이터를 합쳐, 보이지 않는 물체의 형태와 움직임을 추론했다.
쉽게 말하면, 벽이나 바닥에 튕겨 나온 아주 작은 ‘빛의 흔적’을 모아 숨겨진 물체 위치를 유추한 것이다. 사람 눈으로는 볼 수 없는 정보를 스마트폰이 계산해 “저 뒤에 무언가 움직이고 있다”는 것을 알아내는 셈이다.
100달러 이하 센서로 성공… 스마트폰 탑재 가능성
연구진은 실제 성능 검증을 위해 100달러(약 14만 원) 이하의 일반 소비자용 라이다 센서를 사용했다. 그리고 움직이는 마네킹, 글자 모형, 판지 물체 등을 벽이나 칸막이 뒤에 숨긴 뒤 실험을 진행했다.
센서는 물체를 직접 바라보지 않고, 칸막이 주변의 바닥이나 벽만 향했다. 그럼에도 알고리즘은 숨겨진 마네킹 움직임을 실시간으로 추적했고, 물체의 대략적인 3차원 형태까지 재구성하는 데 성공했다.
다만 아직 한계도 있다. 현재 기술은 추적하려는 물체의 기본적인 모양을 어느 정도 알고 있을 때 가장 잘 작동한다. 연구진은 앞으로 전혀 모르는 형태나 계속 변하는 물체도 인식할 수 있도록 개선할 계획이라고 밝혔다.
만약 상용화에 성공하면 활용 범위는 상당히 넓어질 전망이다. 예를 들어 자율주행 로봇이 코너 뒤 장애물을 미리 파악하거나, 웨어러블 기기가 보이지 않는 움직임을 감지하는 방식으로 활용될 가능성이 거론된다. 연구진은 이런 기술이 널리 보급되면 소비자용 비가시선 이미징(NLOS) 기술 발전을 크게 앞당길 수 있을 것이라고 설명했다.
성치훈 기자/ hello@sciencewave.kr
출처: Tech Xplore, “Smartphones may soon be able to track hidden objects using LiDAR”
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