KIST, 초저잡음 고감도 광검출기 개발…자율주행 고도화 ‘기대’

차량·도로 등 교통 전반에 적용

짙은 안개 속에서도 시야 확보

[정보통신신문=서유덕기자]

자율주행, 항공, 스마트교통 인프라 등 가시 거리가 제한되는 환경에서 안전한 시각 인식을 위한 기술이 요구되는 가운데, 실제 환경에서 시각적 잡음이 적고 안정적으로 작동하는 광센서 기술이 개발돼 관심이 모인다.

한국과학기술연구원(KIST)은 양자기술연구단의 박민철 박사 연구팀이 심재원 고려대학교 교수팀, 조제웅·이세연 동국대학교 교수팀과의 공동연구를 통해 산란광 환경에서도 초저잡음으로 작동하는 고감도 유기 광검출기(OPD)를 개발했다고 밝혔다.

이번에 개발된 고감도 OPD는 연구팀이 개발한 신소재를 매우 얇은 단분자층 형태로 쌓아 전기를 불필요하게 흐르는 것을 방지해 외부 빛에만 반응하도록 했다. 이를 통해 소자의 안정성과 반응속도를 향상시켰으며, 매우 작은 잡음 전류와 근적외선 영역에서 세계 최고 수준의 민감도를 갖춘 광검출기를 구현했다. 이는 기존 실리콘 센서보다 우수한 수준으로 상용화 가능성 역시 매우 높다.

연구팀은 실제 안개 상황을 실험실에서 재현한 환경에서 단일 픽셀 방식으로 이미지를 얻는 실험을 성공적으로 수행했다. 이로써 기존 가시광 센서가 물체를 인식하지 못하는 어두운 상황에서도 광신호를 안정적으로 감지해 대상의 형태를 또렷하게 복원할 수 있음을 확인했다.

이번 연구는 지난 1월 CES 2025에서 인공지능(AI) 기반 소프트웨어(SW)로 안개를 제거해 혁신상을 수상한 기술에 이어, 하드웨어 기반 시정 개선 기술을 세계 최초로 실험적으로 검증한 사례라는 점에서 큰 의의가 있다는 설명이다.

연구팀은 이번 성과를 바탕으로 SW·하드웨어(HW) 통합 기반 시정 개선 기술을 고도화해 자율주행, 스마트교통 인프라, 드론 감시 시스템 등 다양한 분야로의 확장을 추진하고 있다.

박민철 박사는 “이번에 개발된 초저잡음 유기 광센서 기술은 안개 등 저시정 환경에서도 장애물을 정밀하게 감지할 수 있어 자율주행·의료영상·안전 감시 등에 시정 보조 시스템 핵심 센서로 활용될 수 있다”며 “유연 기판에 구현 가능하고 저전력으로 작동하는 특성을 바탕으로 차량 외부뿐 아니라 도로 인프라, 드론, 스마트교통 시스템 전반에 적용돼 기존 센서의 한계를 극복할 수 있을 것”이라고 말했다.