"코로나19 감염 확인, 단 1초만 기다리세요"

(광주=뉴스1) 조영석 기자 = 국내 연구진이 광학 분야에 인공지능(AI) 기술을 결합해 단 1초 만에 빠르고 정확하게 필름 형태의 파노 공명(Fano resonance)을 디자인하는 데 성공했다.

광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부 송영민 교수와 AI대학원 전해곤 교수 공동 연구팀은 AI를 활용해 1.14초 만에 오차율 7% 이내로 광학 파노 공명을 디자인할 수 있는 시스템을 개발했다고 21일 밝혔다.

'파노 공명'은 독특한 비대칭성과 급격한 스펙트럼선 모양 변화로 광학 필터의 색 변조 및 나노 크기의 매우 작은 바이러스 감염을 감지하는 바이오센서 등에 응용되고 있다.

하지만 기존의 파노 공명은 복잡한 나노 구조를 갖고 있어 제작이 어려운데다 스펙트럼 모양을 예측하는 데 변수가 많아 디자인 과정에서 많은 시간이 소요된다.

연구팀은 단순한 형태인 필름형 적층 구조에 다공성 층을 삽입, 모든 범위의 스펙트럼 형태를 설계하고, 다층 퍼셉트론(MLP) AI 기술을 활용해 빠르고 정확하게 스펙트럼 형태를 도출했다.

연구팀은 가시광 영역에서 색 변화로 나타나는 스펙트럼 조절을 다공성 초박막 공진기가 비등방성을 갖도록 제작, 편광 방향에 따라 색을 자유자재로 변형시킬 수 있는 양방향 디스플레이를 구현했다.

연구팀이 제작한 공진기는 코로나19 등 매우 작은 크기의 바이러스입자를 감지할 수 있음을 실험을 통해 확인했다.

더욱 정교한 광학 결합 공진 설계를 통해 자율주행 자동차의 센서용 카메라, 검사장비 등 초정밀 광학 센서 분야에 널리 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구 결과는 국제학술지 어드밴스트 사이언스(Advanced Science, IF: 15.1)에 9월10일 온라인 게재됐다.

kanjoys@news1.kr