인간의 눈을 모방한 구조로 반응 속도는 인간의 눈 이상이고, 1평방 센티미터 당 약 4억 6000만 개의 광센서를 포함하며, 이론적으로 초 고해상도를 실현할 수 있는 '인공 눈'을 만들어내는 연구가 이루어지고 있습니다.
A biomimetic eye with a hemispherical perovskite nanowire array retina | Nature
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2285-x
Artificial eye boosted by hemispherical retina
https://www.nature.com/articles/d41586-020-01420-7
A new artificial eye mimics and may outperform human eyes | Science News
A new artificial eye mimics and may outperform human eyes
A new artificial eyeball boasts a field of view and reaction time similar to that of real eyes.
www.sciencenews.org
홍콩 과학 기술 대학의 엔지니어이며 재료 과학자인 Zhiyong Fan 씨 연구팀은 인간의 눈의 구조를 모방하여 인공 눈을 개발하고 있습니다. 이 인공 눈의 안쪽에는 인공 망막이 나노 스케일 광센서와 함께 포함되어 있으며, 인공 눈 앞에 있는 렌즈를 통과한 빛의 양을 광센서가 측정하는 구조입니다. 인공 망막의 뒤쪽에 붙은 와이어는 센서가 받은 신호를 외부 회로에 보내는 안구의 시신경 역할을 합니다.
이 인공 눈은 망원 기능이나 나이트 비전을 가지고 있지는 않지만, 실제 인간의 눈보다 높은 기능을 발휘하는 것이 가능하다고 연구팀은 발표하고 있습니다.
인간의 눈은 조명의 변화에 40~150 밀리 초의 속도로 반응하지만, 인공 눈은 이보다 빠른 30~40 밀리 초로 반응하는 것이 가능하며, 어두운 곳에서도 작동합니다. 이 인공 눈의 특징은 인공 망막이 인간의 망막처럼 돔 모양으로 되어있는 것으로, 이를 통해 인간이 가진 150도 시야에는 못 미치지만, 평면 인공 망막의 70도 시야보다 넓은 100도의 시야를 실현하고 있습니다.
또한 인공 망막은 1평방 센티미터 당 약 4억 6000만 개의 광센서가 내장되어 있으며, 인간의 눈은 1평방 센티미터 당 약 1000만 개의 빛 감지 세포가 있다는 것을 생각하면, 이론적으로 인간의 눈보다 높은 해상도를 인식할 수 있는 것입니다. 그러나 망막의 뒤쪽에 연결되는 각 와이어가 1밀리미터의 두께이기에 인공 망막의 뒤쪽에 와이어가 100개 밖에 안 들어가는 이유로 아직은 100픽셀의 이미지만 얻을 수 있다고 연구팀은 말합니다.
또한 인공 눈을 고해상도로 구현하기 위해 자기장을 이용하여 더 얇은 와이어를 인공 눈에 연결하는 '마치 외과 수술과도 같은' 시도를 하고 있습니다.
그러나 위스콘신 대학의 엔지니어인 홍구루이 장 씨는 "초소형의 픽셀을 작성하는 현재의 방법은 실용적이지 않습니다"라며 수백 개의 나노 와이어라면 문제없이 작동하겠지만, 수백만개의 와이어를 이용하는 방법은 잘못되었다는 견해를 나타내고 있습니다. 인간을 초월한 광경을 얻기 위해서는 작은 와이어를 대량으로 배열하는 효율적인 방법을 알아낼 필요가 있다고 장 씨는 지적하고 있습니다.
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