[표지로 읽는 과학] AI로 밤에도 낮처럼 물체 인식한다

야간에도 주간처럼 사물을 인식하는 기술이 개발됐다. 네이처 제공

국제학술지 네이처는 이번주 표지로 낮과 밤에 비춰지는 모습이 각각 다른 나무 한 그루를 반반씩 나눈 이미지를 실었다. 나무 밑동은 열 감지 카메라로 비춘 것처럼 보인다.

주빈 제이콥 미국 퍼듀대 전기컴퓨터공대 교수 연구팀은 열 물리학과 인공지능(AI) 기술을 결합해 야간에도 대상을 선명하게 인식할 수 있는 시스템을 개발하고 연구결과를 26일(현지시간) '네이처'에 발표했다.

사람의 눈과 마찬가지로, 기계 역시 빛 없이 깜깜한 밤에는 사물의 모습을 낮처럼 선명하게 인식하지 못한다. 연구팀이 개발한 '열 보조 감지 및 범위 측정(heat-assisted detection and ranging·HADAR)' 시스템은 야간에도 대낮처럼 대상의 질감과 깊이를 감지한다. 

기존 주변환경 탐지용 기계의 카메라는 빛을 보완하기 위한 수단으로 음파를 이용해 물체를 탐지하는 '액티브 소나', 전자기파를 물체에 반사해 그 반사되는 반향파를 이용하는 레이다, 레이저 광선을 사용하는 라이다(Lidar) 등을 활용했었다. 

오히려 '열'은 탐지용 기계에 활용되지 않았는데, 인식하고자 하는 물체 외의 주변 환경도 끊임없이 열을 방출하는데다 방출된 열이 산란되어 버리는 특성 때문에 사물을 인지하는 데 사용하기 어려웠기 때문이다. 

연구팀이 개발한 HADAR 시스템은 AI를 이용해 이러한 단점을 극복했다. AI를 기계학습시켜 각종 물체에서 뿜어져 나오는 열 신호가 각각 어느 물체에서 나오는 것인지 구분할 수 있도록 것이다.

연구팀은 "도시와 시골, 주간과 야간이라는 다양한 환경에서 시행한 실험에서 HADAR이 기존 조명 기반의 컬러 스테레오비전과 비슷한 성능을 보였다"며 "향후 자율주행 차량과 같은 4차 산업혁명을 가속화하는 혁신적인 기술이 될 것"이라고 밝혔다.

[박건희 기자 wissen@donga.com]