광주과학기술원(GIST, 총장 김기선)는 국내 공동연구진이 갑오징어의 눈을 모방해 불규칙한 빛 조건에서도 고대비 및 고해상도 영상을 얻을 수 있는 카메라를 개발했다고 23일 밝혔다.
갑오징어는 위쪽 빛은 차단하고 아래쪽 빛은 많이 받아들이기 위해 W자 모양의 동공으로 빛을 조절한다. 연구진은 갑오징어의 동공을 모사, 구형 렌즈 앞의 조리개를 W자형으로 만들었다.
또 갑오징어처럼 관심 대상이 영상으로 맺히는 영역에 광다이오드 픽셀을 밀집시켜 고해상도 영상을 얻도록 했다. 특정 영역만 고해상도로 출력, 전력 사용을 줄이고 영상 처리 속도를 높일 수 있다는 설명이다.
이를 통해 불규칙한 빛 조건에서 영상을 얻은 후에 소프트웨어로 개선하는 후처리 방식이었던 기존 카메라와 달리 하드웨어 자체에서 빛 조건을 조절해 고화질 영상을 수집할 수 있다고 밝혔다.
이번 연구는 자율주행차, 이동형 로봇, 드론 등에서 고품질 영상을 얻기 위한 카메라 시스템으로 활용할 수 있으며, 주간뿐 아니라 광량이 적은 야간에도 활용이 가능한 고품질 카메라 시스템을 구현할 수 있을 것으로 연구진은 기대하고 있다.
송영민 GIST 전기전자컴퓨터공학부 교수는 “갑오징어 망막 구조를 모사하여 고대비·고해상도 카메라 시스템을 개발한 첫 사례”라며 “복잡한 소프트웨어 처리없이 하드웨어에서 자체적으로 불리한 시각 환경을 개선한 영상을 습득하는 것이 특징"이라고 말했다.
송 교수는 곤충 눈을 시작으로 물고기 눈을 모사한 광각 카메라, 농게의 눈 구조를 모사한 전방위 수륙양용 카메라를 발표하는 등 자연에서 착안한 시각 구조에 대한 연구를 지속하고 있다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 미래소재디스커버리사업의 지원을 받아 진행했다. 송영민 교수와 김대형 서울대 화학생물공학부 교수, 이길주 부산대 전자공학과 교수가 지도하고 장세희 GIST 연구원, 김민성 미국 노스웨스턴대 박사, 김민수 서울대 연구원이 공동 수행했으며, 연구 결과는 세계적인 학술지 '사이언스 로보틱스'에 지난 15일 게재됐다.
나호정 기자 hojeong9983@aitimes.com
