뇌 모방한 로봇 비전 센서 개발… “AI·로봇 비전 혁신 가속”

UNIST·KIST·서울대 공동 개발
데이터 90% 절감, 정확도 86%↑
자율주행·로봇·드론 시장 적용 기대

[이데일리 김현아 기자] 사람 뇌의 신경 전달 원리를 모방한 고성능 로봇 비전 센서가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

이 센서는 밝기 변화가 심한 환경에서도 사물의 윤곽을 빠르고 정확하게 인식할 수 있어 자율주행차, 로봇, 드론 등 차세대 지능형 시스템에 폭넓게 활용될 전망이다.

UNIST(울산과학기술원) 최문기 교수팀은 한국과학기술연구원(KIST) 최창순 박사팀, 서울대 김대형 교수팀과의 공동 연구로 ‘시냅스 모방 로봇 비전 센서’를 개발했다고 4일 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’ 5월호에 온라인 게재됐다.

[연구진사진](좌측부터) UNIST 권종익 연구원(공동 제1저자), UNIST 최문기 교수, KIST 최창순 박사, 서울대학교 김대형 교수, 서울대학교 김지수 연구원(공동 제1저자)사진=UNIST

뇌 신경전달 모사… 데이터 전송 91.8%↓, 인식 정확도 86.7%↑

이번 센서는 뇌 시냅스의 도파민-글루타메이트 신호 전달 원리를 모방해, 밝기 대비가 큰 윤곽 정보를 선별적으로 추출하는 기술이 적용됐다.

기존 비전 센서는 조명 변화나 밝기 차이에 취약했으나, 이번 센서는 게이트 전압을 조절해 어두운 환경에서도 윤곽 정보를 또렷하게 인식한다.

특히 기존 대비 영상 데이터 전송량을 약 91.8% 줄이면서도 객체 인식 정확도를 86.7%까지 향상시킨 것으로 나타났다.

최문기 교수는 “센서 자체에 ‘인센서 컴퓨팅(In-sensor computing)’ 기능을 구현해 불필요한 데이터를 걸러낸다”며 “초당 수십 기가비트에 달하는 영상 데이터를 처리해야 하는 로봇 비전 시스템의 부담을 획기적으로 줄일 것”이라고 강조했다.

[연구그림] 센서를 이루는 소자인 광트랜지스터의 구조

자율주행차, 드론, 로봇 산업에서 고성능 비전 기술은 AI 시장의 핵심 경쟁력으로 부상하고 있다.

시장조사업체 MarketsandMarkets에 따르면, 글로벌 지능형 비전 시스템 시장은 2024년 약 220억 달러에서 2028년까지 400억 달러 이상으로 성장할 전망이다.

이번 기술은 센서 단계에서 불필요한 데이터 처리를 줄여, AI 비전 시스템의 실시간 반응성·에너지 효율성을 크게 높일 수 있다는 점에서 차세대 인공지능 비전 플랫폼으로 주목받고 있다.

KIST 최창순 박사는 “이번 기술은 로봇, 자율주행차, 드론, IoT 기기 등 다양한 비전 기반 시스템에 적용 가능하다”며 “데이터 처리 속도와 에너지 효율을 동시에 높이는 차세대 AI 비전 기술의 핵심 솔루션이 될 것”이라고 전망했다.

비전 센서의 데이터 처리 비용과 에너지 소모가 자율주행차·드론 상용화의 핵심 장벽으로 지목돼온 만큼, 이번 기술이 상용화 단계로 빠르게 전환될 경우 시장 파급력이 클 것으로 예상된다.