‘맨티스 쉬림프(Mantis shrimp)’라는 이름으로도 불리는 갯가재는 바다속에서 사람이 볼 수 없는 광선의 영역까지 볼 수 있는 능력을 갖추고 있다. 적외선, 자외선은 물론이고 편광(polarisation of light)까지 볼 수 있다.

‘IEEE 스펙트럼‘에 따르면 미국과 호주의 과학자들은 맨티스 쉬림프에서 영감을 얻어 바다속에서 GPS처럼 위치를 확인할 수 있는 편광 패턴 인식 특수 카메라 시스템 기술을 개발했다. 4년전 처음으로 개발했으며 후속 연구를 진행해오고 있다. 이 특수 카메라는 광선의 편광 패턴을 인식해 바다 속에서 위치를 확인할 수 있다. 위성을 이용하는 GPS 신호는 바다 안에서는 효력을 발휘하지 못하기 때문에 수중에서 위치를 확인하는 데 쓰기 어렵다.

미국 어번-샴페인 일리노이대 ‘빅터 그루에브(Victor Gruev)’, 호주 퀸즐랜드대 뇌연구소 ‘사무엘 파웰(Samuel Powel)’ 등 과학자들은 편광 패턴을 인식해 바다속에서 태양과 카메라의 위치를 확인할 수 있는 연구를 진행하고 있는데, 최근 연구 성과를 전문 연구 저널인 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 게재했다.

연구진이 개발한 특수 카메라는 빛이 물속으로 들어오면서 편광 패턴이 어떻게 변화하는지를 분석해 물속에서도 GPS처럼 위치를 확인할 수 있다. 아직 정확도는 많이 떨어진다. 기존의 카메라와 소프트웨어를 활용해 호주 산호초 바다 속에서 테스트를 했는데 위치 오차가 60km에 달했다. 하지만 빅터 그류에브는 “앞으로 보다 좋은 카메라와 새로운 머신러닝 알고리즘을 적용하면 짧은 시간안에 거리 오차를 1km 이내로 줄일 수 있을 것”이라고 말했다.

그루에브는 편광 패턴을 이용한 초기의 연구는 부정확한 측정 방법과 부정확한 수학적인 모델에 기초하고 있다고 지적했다. 연구팀은 특수 카메라를 이용해 물속에서 다양한 각도에서 편광 패턴을 발견하고 측정했다. 편광 패턴은 태양의 위치에 따라 달라지고, 대기권과 수중의 오염 정도에도 영향을 받는다. 연구팀은 편광 패턴에 영향을 미치는 다양한 요인을 반영 및 측정하고 카메라의 민감도를 높이기 위한 연구를 계속 진행하고 있다. 앞으로 고프로(Go-Pro) 타입 군집 카메라를 닮은 수중 로봇을 제작해 활용할 계획이다.