8월 과학기술인상에 김창석 교수…악천후에도 문제없는 자율주행 기술 개발

김창석 부산대 광메카트로닉스공학과 교수가 8월 이달의 과학기술인상 수상자로 선정됐다. 과기정통부 제공

이달의 과학기술인상 8월 수상자로 김창석 부산대 광메카트로닉스공학과 교수가 선정됐다. 안개·눈·비 등으로 인한 악천후에도 선명한 이미지를 구현할 수 있는 레이저 광원을 개발해 기존 자율주행 자동차 기술의 한계를 극복한 것이 높이 평가됐다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 8월 수상자에 김 교수를 선정했다고 31일 밝혔다. 이달의 과학기술인상은 우수 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매달 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 수여하는 상이다.

'라이다(LiDAR)'는 레이저를 방출해 주변 사물과 부딪친 후 되돌아오면 이를 분석해 주변 사물의 위치나 운동 방향, 속도 등을 파악하고 이미징하는 기술이다. 자율주행 자동차의 '눈' 역할을 하는 핵심 기술이지만 태양광이나 대기 상태에 민감하고 다른 라이다와 간섭이 심하다. 맑은 날씨나 단독주행 등 제한적인 환경에서만 성능이 유지돼 도로 자율주행의 해결 과제로 꼽힌다.

김 교수팀은 장거리 신호 감지에 유리한 광통신용 레이저와 가변대역이 넓은 의료용 레이저 장점을 결합한 아이디어로 '하이브리드 컬러변조 레이저 광원'을 설계했다. 컬러변조 레이저는 겉보기에는 백색 빛과 비슷하지만 초고속으로 특정 색깔 한 가지만 방출하도록 제어하는 특수 레이저다. 가변대역은 변화시킬 수 있는 주파수의 범위로 가변대역이 넓으면 태양광 노이즈 등이 줄어든다.

어두운 밤 폭우가 쏟아지는 날씨에서도 연구팀이 개발한 라이다 광영상이 안정적으로 시각화되고 있다. 과기정통부 제공

나아가 주변 사물의 거리 정보뿐 아니라 이동하는 사물 표면에서 반사된 레이저의 도플러 효과까지 실시간으로 영상화하는 기술을 개발했다. 도플러 효과는 물체와 관찰자의 상대 속도에 따라 진동수가 바뀌는 현상이다. 3차원 공간에 시간 정보까지 넣은 4차원(4D) 정보를 영상으로 구현한 것이다.

연구팀이 개발한 컬러변조 4D 광영상 기술은 기존 라이다의 단점이었던 광산란·광간섭으로 인한 잡음과 광진동 등이 저하된다는 점이 확인됐다. 

김창석 교수는 "국내 산학 협업을 통해 독자적 원천 기술을 개발한 것이 큰 의의"라며 "자율주행 자동차 산업의 국가 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대한다"고 소감을 밝혔다. 연구결과는 지난 2월 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재됐다.

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]