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나노광학 기반 초소형 라이다(LiDAR) 기술 세계적 학술지에 소개
[보안뉴스 박미영 기자] POSTECH 연구팀이 개발한 나노광학 기반 라이다 기술이 나노과학 및 공학 분야의 최고 학술지인 네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)에 초청 논문으로 소개됐다.
이번 논문에서는 기계공학과·화학공학과 노준석 교수, 기계공학과 박사후연구원 김인기 박사, 화학공학과 통합과정 장재혁 씨 연구팀이 프랑스 국립과학연구소(CNRS-CRHEA)와 함께 메타물질 기반의 초소형 나노광학 연구를 통해 개발한 라이다 장치와 광학 라이다 기술을 집중적으로 조명했다.
또한 연구팀이 수행하고 있는 상변화 물질 기반 빔 스캐닝 기법, 점구름 생성 장치를 이용해 빔 스캐닝이 필요 없는 플래시 타입의 라이다, 광원-소자 집적 기술 및 대량 생산 기술과 같은 핵심 나노광학 기술도 소개하고 있다.
특히 연구팀이 개발한 초정밀 라이다 장치는 자율주행 자동차뿐만 아니라 지능형 로봇이나 드론, 3차원 파노라마 카메라, CCTV 및 증강현실 플랫폼에도 확장할 수 있다고 설명했다.
라이다 기술은 레이저 빔을 물체에 조사한 뒤 다시 돌아오는 시간을 측정해 사물의 깊이 정보를 측정하는 기술이다. 특히 라이다 센서는 자율주행 자동차·지능형 로봇 및 무인항공기 분야와 같은 기계산업에서부터 최근에는 아이폰에 탑재돼 3차원 얼굴인식이나 결제를 위한 보완 시스템에 적용되는 등 미래형 디스플레이 분야에서 주목받고 있다.
현재 자율주행 자동차 지붕에 달린 고사양의 기계식 라이다의 크기는 성인 주먹 두 개를 포개 놓은 부피 정도이며, 가격은 수천만원에 달한다. 뿐만 아니라 막대한 전력이 소모되는 충전 과정, 그로 인한 발열 문제 등 아직 해결해야 할 문제가 많다.
연구팀은 이에 대한 대안으로 나노광학 기술 기반의 초소형 라이다 기술을 제시했다. 라이다의 기본 측정 원리에서부터 최신 초고속·초정밀 나노광학 측정 기법 방법, 메타표면, 솔리톤빗, 광도파로 등과 같은 나노광학 소자 등 다양한 방면에서 나노 광학 기술이 어떻게 라이다 센서 기술을 혁신할 수 있을지를 설명하고 있다.
노준석 교수는 “현재 연구팀은 실제로 메타표면 장치 기반의 초소형 복합 라이다 기술을 개발하기 위해 여러 후속 연구를 진행하고 있다”며, “이 연구가 성공적으로 진행된다면, 손가락 한 마디 정도 크기를 갖는 초고속·초정밀 라이다 장치를 값싸게 구현할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.
한편, 이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구, 글로벌프론티어, RLRC지역선도연구센터, 미래소재디스커버리, ERC선도연구센터, 세종과학펠로우십, 교육부와 한국연구재단의 박사과정 연구장려금 그리고 ㈜SL, LG이노텍의 지원을 받아서 수행됐다.
[박미영 기자(mypark@boannews.com)]
[보안뉴스 박미영 기자] POSTECH 연구팀이 개발한 나노광학 기반 라이다 기술이 나노과학 및 공학 분야의 최고 학술지인 네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)에 초청 논문으로 소개됐다.
[사진=POSTECH]
이번 논문에서는 기계공학과·화학공학과 노준석 교수, 기계공학과 박사후연구원 김인기 박사, 화학공학과 통합과정 장재혁 씨 연구팀이 프랑스 국립과학연구소(CNRS-CRHEA)와 함께 메타물질 기반의 초소형 나노광학 연구를 통해 개발한 라이다 장치와 광학 라이다 기술을 집중적으로 조명했다.
또한 연구팀이 수행하고 있는 상변화 물질 기반 빔 스캐닝 기법, 점구름 생성 장치를 이용해 빔 스캐닝이 필요 없는 플래시 타입의 라이다, 광원-소자 집적 기술 및 대량 생산 기술과 같은 핵심 나노광학 기술도 소개하고 있다.
특히 연구팀이 개발한 초정밀 라이다 장치는 자율주행 자동차뿐만 아니라 지능형 로봇이나 드론, 3차원 파노라마 카메라, CCTV 및 증강현실 플랫폼에도 확장할 수 있다고 설명했다.
라이다 기술은 레이저 빔을 물체에 조사한 뒤 다시 돌아오는 시간을 측정해 사물의 깊이 정보를 측정하는 기술이다. 특히 라이다 센서는 자율주행 자동차·지능형 로봇 및 무인항공기 분야와 같은 기계산업에서부터 최근에는 아이폰에 탑재돼 3차원 얼굴인식이나 결제를 위한 보완 시스템에 적용되는 등 미래형 디스플레이 분야에서 주목받고 있다.
현재 자율주행 자동차 지붕에 달린 고사양의 기계식 라이다의 크기는 성인 주먹 두 개를 포개 놓은 부피 정도이며, 가격은 수천만원에 달한다. 뿐만 아니라 막대한 전력이 소모되는 충전 과정, 그로 인한 발열 문제 등 아직 해결해야 할 문제가 많다.
연구팀은 이에 대한 대안으로 나노광학 기술 기반의 초소형 라이다 기술을 제시했다. 라이다의 기본 측정 원리에서부터 최신 초고속·초정밀 나노광학 측정 기법 방법, 메타표면, 솔리톤빗, 광도파로 등과 같은 나노광학 소자 등 다양한 방면에서 나노 광학 기술이 어떻게 라이다 센서 기술을 혁신할 수 있을지를 설명하고 있다.
노준석 교수는 “현재 연구팀은 실제로 메타표면 장치 기반의 초소형 복합 라이다 기술을 개발하기 위해 여러 후속 연구를 진행하고 있다”며, “이 연구가 성공적으로 진행된다면, 손가락 한 마디 정도 크기를 갖는 초고속·초정밀 라이다 장치를 값싸게 구현할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.
한편, 이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구, 글로벌프론티어, RLRC지역선도연구센터, 미래소재디스커버리, ERC선도연구센터, 세종과학펠로우십, 교육부와 한국연구재단의 박사과정 연구장려금 그리고 ㈜SL, LG이노텍의 지원을 받아서 수행됐다.
[박미영 기자(mypark@boannews.com)]
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