“인공 눈”이 현실로…AI에 인간 같은 시각을 선물할 날이 머지않았습니다

일본 과학자들이 인간의 시각 구조에서 영감을 받아 AI에게 생물학적인 시각 능력을 부여할 수 있는 ‘인공 망막’을 개발했습니다. 이 획기적인 기술은 기존의 전력 집약적 머신비전 시스템의 한계를 뛰어넘을 수 있는 가능성을 제시하며, 과학 저널 Scientific Reports에 발표되었습니다.

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🧠 어떻게 인간의 눈을 모방하는가?

도쿄과학대학 연구진이 개발한 이 인공 망막은 ‘광전자 인공 시냅스(opt-electronic artificial synapse)’라 불리는 장치로, 빛의 파장에 따라 양(+) 또는 음(-)의 전기 신호를 생성합니다. 이는 마치 인간의 눈이 색에 따라 뇌에 보내는 신호가 다르게 전달되는 원리를 그대로 재현한 것입니다.

✅ 기존 광센서는 양의 전압만 감지 → 색 구분 한계
✅ 이 장치는 10nm 파장 차이도 감지 가능 → 사람 눈에 버금가는 색 분간 능력

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🔋 AI 비전 기술의 새 시대를 여는 ‘에너지 효율’

현재 AI 비전 시스템은 매초 10~60프레임의 모든 정보를 저장하고 분석해야 하므로 막대한 연산 자원과 전력이 필요합니다. 하지만 인간의 눈은 불필요한 정보를 걸러내고 요약하여 뇌에 전달, 매우 효율적인 처리 구조를 가집니다.

이 인공 눈은 두 개의 염료감응 태양전지를 조합해 스스로 전력을 생성하고, 입력되는 색상에 따라 전압 방향을 달리하여 정보를 처리합니다. 즉, 전원 공급 없이 자연광만으로도 작동 가능한 자율형 시각 센서가 되는 것입니다.

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🧩 기본 연산과 ‘물리적 머신러닝’도 가능

실험에서 이 장치는:

• 기본 논리 연산(AND, OR 등)을 문제없이 수행
• 물리적 저장소 컴퓨팅(물질의 물리적 특성을 이용한 머신러닝) 실현
• RGB 조명 순서에 따라 64가지 패턴 분류 성공
• 6가지 인간 움직임(뛰기, 손 흔들기 등) + 색 구분을 82% 정확도로 인식

이처럼 단순한 구조로 복잡한 연산까지 해낼 수 있다는 것은, 저전력 AI 시스템의 새 가능성을 의미합니다.

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🌍 활용 가능성: 어디든 적용 가능한 자율 시각 시스템

이 기술은 특히 엣지 컴퓨팅(Edge Computing)에 유용합니다. 예를 들어:

• 전기가 들어오지 않는 산속 환경 센서
• 항상 착용 가능한 웨어러블 건강 모니터
• 외부 전력 없이 작동하는 자율 보안 카메라
• 저전력 의료 진단기기 등

다만, 복잡한 시각 환경을 해석하려면 향후 신호처리 기술과 염료 소재의 추가 최적화가 필요하다고 연구진은 밝혔습니다.

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📌 한눈에 요약

항목 내용

핵심 기술	광전자 인공 시냅스 기반 인공 눈
특징	빛의 파장에 따라 +/– 전압 생성, 인간 눈처럼 색 구분 가능
전력 구조	염료 태양전지 기반 → 외부 전력 없이 자율 작동
기능	논리 연산, 패턴 인식, 동작 감지
활용처	엣지 컴퓨팅, 환경 센서, 웨어러블, 의료 장비 등
기대 효과	AI 시각 시스템의 전력 효율성과 인식 정밀도 향상

 

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📝 한 문장 요약
일본 연구진이 인간의 시각 구조를 모방한 인공 눈을 개발해, AI가 적은 전력으로도 색을 인식하고 논리 연산을 수행할 수 있는 차세대 머신비전의 가능성을 열었습니다.