(왼쪽부터)지스트 김도은 연구원, 정현호 전기전자컴퓨터공학부 교수, 김규린 연구원, 김주환 연구원. 지스트 제공

광주과학기술원(지스트·총장 임기철)은 정현호 전기전자컴퓨터공학부 교수와 송영민 교수 공동연구팀이 북극 순록의 눈에서 영감을 받아 전기적으로 빛의 투과도를 조절해 외부 빛의 색상에 관계없이 물체의 색상을 일정하게 유지시키는 능동 나노 광필터를 개발했다고 27일 밝혔다.

북극 지역에 서식하는 순록은 여름철 황금색을 띠던 눈동자가 겨울철이 되면 파란색으로 변한다. 파란색 눈은 극지방 동절기의 청색광 환경에서 빛 흡수를 극대화해 눈 속 먹이 찾기에 유리하게 진화한 것인데 눈 내부에 있는 휘판의 반사도를 조절, 계절에 관계없이 물체를 일정한 색으로 볼 수 있는 색상 보정 능력이다.

연구팀은 금속 나노입자와 전기적으로 동작하는 고분자가 혼합된 구조체를 사용해 전기 신호에 따라 색을 변조할 수 있는 능동 광 제어 기능을 부여했다.

이 소자는 50 나노미터(대략 머리카락 두께 2000분의 1) 두께만으로 물체의 색상을 보정하는 세계 최초의 필터로, 종전의 색상 보정 필터 기술과 비교해 전력 사용량을 50%(0.4μW/cm2 → 0.15μW/cm2) 낮추고 변조 속도는 1.5배(0.2 Hz → 0.3 Hz) 향상시켰다.

이번 연구 결과는 카메라 이미지 기반으로 물체를 인지하는 객체 인지 성공률을 높이기 위한 소자로 활용할 수 있으며, 자율주행차에 적용할 경우 낮과 밤, 터널 운전 등 빛 조건이 불규칙하게 변화하는 상황에서 주행하더라도 색상의 왜곡 없이 물체 인지가 가능하다.

이번 연구 결과에 대해 정현호 교수는 “미량의 전압으로 빛의 색을 제어한다는 발상이 관심을 끄는 연구”라면서 “계속 선보일 연구의 ‘신호탄’으로 봐 달라”고 말했다.