- KAIST·GIST “낮과 밤, 실내외 안정적 인식”
극단적인 밝기 변화에도 별도 보정이나 추가 학습 없이 자동으로 적응하는 차세대 이미지 센서가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 자율주행차, 스마트 로봇, 보안 시스템 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 핵심 성과다.
한국연구재단은 18일, KAIST 송영민 교수와 GIST 강동호 교수 공동연구팀이 강유전체 기반 광소자를 활용해 빛 감지부터 기록, 처리까지 하나의 소자 내에서 구현 가능한 이미지 센서를 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. 이번 성과는 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’에 7월 28일 온라인 게재됐다.
연구팀이 개발한 센서는 기존 CMOS 이미지 센서의 한계를 뛰어넘는다. CMOS 방식은 각 픽셀 신호를 개별 처리하는 탓에 낮과 밤, 역광, 실내·외 전환처럼 급격한 밝기 변화 상황에서는 과도한 노출과 저조도로 인한 정보 손실이 불가피했다. 하지만 새로 제안된 센서는 강유전체 분극 상태를 활용해 감지된 빛 정보를 장시간 유지하고, 필요에 따라 선택적으로 증폭·억제할 수 있어 후처리 없이도 대비 향상·밝기 보정·노이즈 억제 기능을 수행한다.
실험에서는 추가 학습이나 데이터 보정 과정 없이도 센서 자체 처리만으로 낮과 밤, 실내·외 전환 환경에서도 안정적인 얼굴 인식이 가능함을 입증했다. 합성곱 신경망(CNN)과 같은 기존 인공지능 알고리즘과도 높은 호환성을 보여, 실제 AI 기반 비전 시스템에 즉각적으로 적용할 수 있음을 확인했다.
송 교수는 “기존에 주로 메모리 소자로만 활용되던 강유전체 소자를 뉴로모픽 비전 및 인-센서 컴퓨팅 영역으로 확장했다는 점에서 의미가 크다”며 “향후에는 빛의 파장, 편광, 위상 변화까지 정밀하게 감지·처리할 수 있는 차세대 비전 시스템으로 발전시킬 것”이라고 말했다.
이번 연구는 기존 이미지 센서 기술의 한계를 넘어, 극단적인 환경에서도 안정적으로 작동하는 새로운 비전 시스템 가능성을 제시했다.
김지윤 기자/ hello@sciencewave.kr
Science Wave에서 더 알아보기
구독을 신청하면 최신 게시물을 이메일로 받아볼 수 있습니다.