나노기술 및 정책 정보

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레이저를 이용하여 나노 스케일로 한 개 층의 특수한 신경망(neural network)을 프린팅하여 "슈퍼 레벨의 필름" 형성하고, 동 "슈퍼 레벨의 필름"으로 하여금 일반적인 이미지 센서(image sensor)로 사용될 수 있게끔 하는 동시에 이미지를 식별(identify)하는 지능을 보유할 수 있도록 할 수 있음.

이런 "슈퍼 레벨의 필름"은 에너지 소모가 적은 특징을 보유하고 있는데 최근 중국 상하이(上海, 상해) 이공(理工) 대학교 산하 "미래 광학 실험실" 소속 "인공 지능 나노 광자학 센터" 꾸민(顧敏, 고민) 원사(院士) 연구팀은 관련 연구를 통해 나노 가공 기술 분야 "전체 광 추리(推理) 홀로그램 나노 구조" 개발을 실행하고, "식별"을 한 개 렌즈 상에서 "오프라인"으로 실현할 수 있게끔 하였음.

중국 상하이(上海, 상해) 이공(理工) 대학교 특별 초빙 연구원인 Elena Goi 박사 설명에 따르면, 현재 폭넓게 응용되고 있는 얼굴 인식 기능은 우선 센서를 통해 사람의 얼굴 광학 정보를 수집하여 컴퓨터에 전송하고 컴퓨터에서 전자 정보로 전환하여 데이터 분석과 송출을 하게 된다고 함.

연구팀은 독자적인 연구를 통해 레이저 나노 프린팅 기술을 개발하고, 가시광선과 근 적외선 주파수대에서 일종 완전히 새로운 홀로그램 감지기(感知器)를 개발하고, AI 광학 디바이스를 직접 기존의 이미지 센서에 집적함으로써 전통적인 방식인 "광에서 전기로"의 전환 과정을 생략하고, 스마트한 연역(deduction)을 실현하였음.

연구팀이 개발한 기술은 밀리미터파, 마이크로파 등 주파수 대역에서 작동하는 회절 설비나 집적 광자 하드웨어에 비해 계산력이 6개 수량 등급이나 향상된 것으로 나타났으며, 뉴런(neuron) 배치 면에서 단일 층 나노 스케일의 ㎠당 뉴런 배치 량을 5억 개 이상 수준에 도달시키고 뉴런 배치 밀도를 인간의 대뇌 뉴런의 1/400 수준에 도달시킨 상황임.

연구팀은 실험 과정에서 학습 훈련을 거쳐 새로운 디바이스는 손으로 쓴 글씨와 열쇠, 나비 등 이미지를 구분할 수 있다는 점을 입증한 상황임.

연구팀이 개발한 관련 기술은 광역(廣域) 내에서 직접 광학 정보 처리를 완성할 수 있기 때문에 향후 보안 검사, 의료 영상, 스마트 운전, 위성 영상 처리 등 분야에서 필요한 "차지하는 공간과 에너지 소모가 더욱 적고, 원가가 더욱 낮은 스마트 광전기 디바이스"를 개발하는 면에서 중요한 역할을 발휘하게 될 것으로 전망됨.

연구팀이 획득한 연구개발 성과에 기반하여 이미지 센서에 주문 타입의 특정 스마트 안경을 설치하고, 광학 정보 전달 전 단계에서 CMOS 검출을 실행할 수 있는 것으로 나타났음.

연구팀이 이번 연구를 통해 취득한 연구개발 성과는 기계 학습 알고리즘을 한층 더 혁신하고, 광학 기기 학습을 강화하고, 스마트 이미지 설비를 개발하고, 라이파이(Li-Fi)와 보안 액세스 시스템(Secure access system) 등 새로운 응용 영역을 확대해 나가는 면에서 중대한 역할을 발휘하게 될 것으로 전망됨.

본 연구 성과는 ‘Light: Science and applications’ ("Nanoprinted high-neuron-density optical linear perceptrons performing near-infrared inference on a CMOS chip")에 게재됨.