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전자현미경은 광학현미경보다 배율이 훨씬 높고 더 많은 정보를 얻을 수 있음. 하지만 전자빔과 시료의 특성 같은 지식이 필요해 초보자는 쉽게 다룰 수 없음. 이 때문에 생산과 품질을 담당하는 산업현장에서는 전자현미경 사용법을 오랜 시간 교육하거나 전문가를 채용해야 함.

양현종 포스텍 전자전기공학과 연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 인공지능이 제어를 도와주는 전자현미경을 최초로 개발했음.

연구팀이 개발한 전자현미경은 딥러닝을 이용해 시료의 이미지 품질을 10단계로 나눠 평가하는 ‘스코어링 머신’과 이를 기반으로 전자현미경의 제어 변수를 자동으로 조절하는 ‘컨트롤 머신’으로 이뤄졌음. 스코어링 머신과 컨트롤 머신은 각각 지도학습과 강화학습을 통해 기능을 발전시키고, 소프트웨어를 통해 전자현미경을 제어함.

지금까지 시료의 이미지를 분석할 때 인공지능을 사용했다면 연구팀이 개발한 전자현미경은 인공지능을 이용해 전자현미경을 조정함. 전자현미경을 전문가처럼 조작하는 데 인공지능을 활용한 최초의 사례임.

양현종 교수는 “전자현미경으로 고화질 시료 이미지를 얻으려면 전문가가 다양한 변수를 조절해야 한다”며 “인공지능에게 제어를 맡기면 조작이 쉬워져 산업현장이나 교육현장에서 누구나 쉽게 전자현미경을 사용할 수 있다”고 말함.

본 연구 성과는 ‘Microscopy and Microanalysis’ 지에 게재됨.