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한양대 김안모 교수, 뇌의 감각 신호 취사선택 원리 밝혀

등록 2021.10.28 18:07:16

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기사내용 요약

향후 자율주행 드론의 실시간 영상처리에도 활용 기대

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[서울=뉴시스] 한양대 김안모 교수, 뇌의 감각신호 취사선택 원리 밝혀(사진=한양대 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]김광주 인턴 기자 = 한양대학교는 생체공학과 김안모 교수팀이 '뇌가 불필요한 영상신호를 자동으로 차단하고 필요한 신호만 선택하는 신경 원리'를 규명했다고 28일 밝혔다. 이번 연구는 향후 자율주행 드론 등의 실시간 영상처리 등에도 활용할 수 있을 것으로 예상했다.

  카메라는 보이는 이미지를 있는 그대로 사진에 담는 반면, 우리 시각은 눈에 맺히는 영상을 상황에 따라 재해석한다. 예를 들어 우리가 눈을 뜨면 눈동자는 초당 2~3번씩 움직이며, 이는 마치 어두운 밤에 카메라를 좌우로 흔드는 것과 유사하다. 즉 눈동자가 움직일 때마다 우리 눈에는 사물이 흐리게 보이나, 우리 뇌는 이러한 흐린 영상을 전혀 인식하지 못한다는 것이다. 이는 눈에서 뇌로 신호가 전달되는 과정에서 뇌가 흔들림 영상을 자동적으로 차단하기 때문이다.

  김 교수팀은 비행하는 초파리의 뇌에서도 우리 뇌와 마찬가지로 흔들림 영상을 자동으로 차단하는 현상이 나타나는 것을 밝혀냈다. 초파리는 비행 중 초당 2~3번씩 갑자기 방향을 전환하는 패턴을 보이는데, 이때 우리 눈과 마찬가지로 흐린 영상이 초파리의 눈에 감지된다는 점에 착안해 연구를 진행한 것이다.

김 교수팀은 흐린 영상이 초파리의 눈에서 차단되는지 확인하기 위해 비행하는 초파리를 현미경 아래에 고정하고, 머리카락 굵기의 백분의 일 크기의 전극을 시각 신경세포에 부착해 신호를 측정했다. 그 결과 초파리가 비행 중 급회전을 할 때마다 움직임 신호가 자동적으로 차단되며, 또 이것이 상황에 따라 선택적으로 이루어지는 것을 발견했다.
 
충돌 물체나 냄새 등에 의해 스스로 회전하는 경우 흔들림 신호를 차단하지만, 바람에 흔들려서 회전하는 경우 차단하지 않는 것을 확인한 것이다. 이는 비행 중 초파리가 바람에 밀릴 때마다 비행경로를 원래 방향으로 수정해야 하기에 신호를 차단하지 않는 것으로 보인다는 추측이다.

김 교수팀은 이러한 현상이 AI 로봇에 부착된 카메라의 영상처리에도 활용될 수 있다고 주장했다. 로봇의 움직임은 진동을 만들고, 이것이 카메라 영상에 영향을 준다는 것이다. 또 이번 연구결과를 바탕으로 흔들리는 카메라 영상을 선택적으로 처리하는 알고리즘을 개발해 자율주행 드론에 적용할 계획이다. 한양대는 이번 연구가 향후 자율 AI 로봇의 센서 신호 처리에 주효하게 응용될 수 있을 것이라고 예상했다.

  김 교수는 "영상 흔들림의 문제는 자율주행 드론과 같은 로봇에도 그대로 해당된다"며 "이번 초파리 연구가 로봇을 위한 새로운 영상처리 알고리즘으로 응용될 수 있을 것이라 생각한다"고 말했다.


◎공감언론 뉴시스 kj961009@newsis.com

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