▲ 홍콩대학교 연구원들이 이미 휴머노이드 로봇에 더 나은 시각적 입력을 제공하거나 심지어 시각 장애인의 시력 회복에 사용될 수 있는 바이오닉 눈 시제품을 개발했다. 당장 이 시제품 인공 눈은 ‘E’,‘I’, 그리고 ‘Y’세 글자를 인식했다. (사진=테크스팟)

만화나 영화 속에만 등장하던 바이오닉(생체공학) 인공 눈(안구) 실현이 더 가까워진 것 같다. 1970년 대에 인기리에 방영됐던 미국드라마 ‘600만불의 사나이’ 주인공은 물론 최근 국내 영화채널에서 방송 중인 드라마 ‘루갈’ 속 주인공의 인공눈 같은 것이다. 드라마 속 주인공들의 눈은 육안으로는 잘 보이지 않는 먼 곳을 줌인해서 보거나 엄청난 범죄 데이터베이스를 눈에 띄워 볼 수 있는 것으로 설정돼 있다.

세계적 과학잡지인 ‘네이처’는 지난 20일(현지시각) 홍콩대학교 연구진이 개발한 인간의 시야를 초인적 영역으로 증강시켜 주면서 더 멀리 보고, 야간에도 잘 보게 해 주는 바이오닉 눈 시제품 개발 관련 과정을 기술한 논문을 게재했다.

이 인공 눈의 명칭은 ‘전자 화학 눈(Electro Chemical Eye)’이며 줄여서 ‘EC-아이(EC-Eye)’로 불린다. 크기와 모양은 사람의 눈알과 같다. 또한 빛에 민감한 나노와이어 뭉치를 망막과 시각 피질로 사용한다. 인공눈의 생물학적 유사성은 여기까지다.

홍콩대 과학자들은 이 장치가 인간의 눈보다 훨씬 더 민감할 수 있다고 말한다. 이 인공눈은 더 작은 물체를 더 먼 거리에서 볼 수 있을 뿐 아니라 가시광선 대역과 적외선 대역을 구별할 수 있다고 했다. 이론적으로 이 눈은 인간에 이식돼 시력을 회복시켜 줄 뿐 아니라 어둠 속에서 볼 수 있는 능력을 포함한 초인적인 시력을 제공한다.

인디펜던트지는 보다 즉각적인 실용화를 위해 휴머노이드 로봇에 개념 증명을 적용함으로써 로봇을 더 인간화할 수 있다고 지적했다.

홍콩대 연구진은 논문에서 “인간의 눈을 모방하는 인공 시각 시스템은 로봇공학 같은 자율 기술에서도 마찬가지로 필수적”이라며 “특히 휴머노이드 로봇의 경우 우수한 기기 특성 외에도 인간과 로봇이 친화적으로 상호작용할 수 있도록 시각 시스템 외관이 인간과 닮아야 한다”고 말했다.

이 인공눈이 작용하는 방식은 생물학적 눈과 아주 흡사하다. 눈 앞쪽 렌즈에 투사된 빛은 인공 나노와이어 망막에 집중된다. 빛 데이터는 전선을 통과하는데, 이는 시각적 피질 역할까지 한다. 이 정보를 컴퓨터가 해석한다. 이 눈은 심지어 빛 조리개 역할을 하는 홍채도 가지고 있다.

▲홍콩대가 개발한 인공 눈의 구조. 빛을 받아들이기 위해 나노와이어 100가닥을 사용해 현재 해상도는 100화소에 불과하다. 연구진은 와이어 수를 더 늘려 해상도를 높일 계획이다. (사진=네이처)

▲ 만화나 영화속에 등장하는 바이오닉(생체공학) 안구(눈) 실현이 더 가까워진 것 같다. 1970년 대에 우리나라에서도 인기리에 소개됐던 미국 만화 원작 배경의 ‘600만불의 사나이’ 주인공 스티브 오스틴 대령은 바이오닉 눈을 이식한 인물로 등장한다.(사진=코믹 바인)

초기 단계의 인공눈 시제품은 ‘E’, ‘I’, ‘Y’자를 인식할 수 있었는데, 연구자들은 이것이 돌파구라고 말한다. 물론 이 기기가 갈길은 여전히 멀다. 알파벳 인식이 제한적인 것은 매우 낮은 시스템의 분해능 때문이다. 현재 망막은 선 하나마다 하나의 픽셀(화소)을 나타내는 100개의 나노와이어로 구성돼 있다. 따라서 기본적으로 이 인공눈의 시각 데이터는 10x10 화소에 불과하다.

그러나 연구팀은 더 많은 작업을 통해 인간의 눈보다 더 뛰어난 해상도의 시제품을 개발할 수 있다고 말한다. 나노와이어는 매우 미세(1나노미터=10억 분의 1 m)하기 때문에 연구원들은 생물학적 눈에 있는 것보다 10배 더 많은 광수용체를 망막에 넣을 수 있다고 말한다. 더 많은 나노와이어 다발로 적외선까지 보게 하겠다는 얘기다.

EC-아이는 우리가 최근까지 보아온 잠재적 인간 기능 증강에 대한 가장 최근에 나온 돌파구다. 다른 연구팀들은 팔과 다리 의족에서 모두 약진을 이루었고, 일부는 유기적 신경을 합성 물질과 성공적으로 연결시켰다.