GIST, AI 적용 광학파노공진기 개발 "1초 만에 디자인"

전기전자컴퓨터공학부 송영민 교수·AI대학원 전해곤 교수 연구팀

[광주=뉴시스] AI 기반 광학 파노 공명 설계 과정

[광주=뉴시스] 배상현 기자 = 국내 연구진이 광학 분야에 인공지능(AI) 기술을 결합해 약 1초 만에 빠르고 정확하게 필름 형태의 파노 공명(Fano resonance)을 디자인하는 데 성공했다.

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

기존의 파노 공명은 나노 구조가 복잡해 제작이 어렵고 스펙트럼 모양을 예측하는 데 변수가 많아 디자인 과정에 많은 시간이 소요됐다.

연구팀은 단순한 형태인 필름형 적층 구조에 다공성 층을 삽입해 모든 범위의 스펙트럼 형태를 설계했다.

[광주=뉴시스] 앞줄 오른쪽부터 시계 방향으로 송영민 교수, 전해곤 교수, 고주환 박사과정, 박진휘 석박통합과정, 강지원 석사

다층 퍼셉트론 기반의 AI 기술을 활용해 빠르고 정확하게 스펙트럼 형태를 도출했다.

머신러닝 기반의 AI 기술을 적용한 효율적인 설계법 및 다각화된 딥러닝 인공지능을 통해 다양한 결합 기반 광학 구조 디자인으로 확장이 가능하다. 박막 구조의 파노 공진기는 빛을 투과할 수 있어 양방향 디스플레이로도 활용할 수 있다.

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

송영민 교수는 “기존 파노 공진기 설계 과정의 불규칙성과 구조적 복잡성을 극복하고 강화된 빛과 물질 간의 작용을 통해 정밀하게 스펙트럼 모양 설계가 가능한 시스템을 개발했다”고 전했다.

전해곤 교수는 "인공지능 기술을 적용해 효율적인 설계법을 제시한 사례이며 다양한 결합 기반 광학 구조 디자인으로 확장이 가능해 앞으로 더욱 정교한 광학 결합 공전 실계에 널리 응용될 수 있을 것으로 기대된다"고 덧붙였다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 나노 및 소재 기술개발사업, 미래기술연구실사업, 미래유망융합기술파이오니어사업, 학문 후속세대지원사업, 세종과학펠로우십과 GIST GRI사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스, IF: 15.1'에 지난 10일 온라인 게재됐다.


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