강지훈 전기전자공학부 교수 연구팀, 광학 장치 없이 시선 읽는 뉴로모픽 인터페이스 개발

강지훈 전기전자공학부 교수 연구팀이 최근 광학 장치 없이도 시선 의도를 실시간으로 읽어낼 수 있는 뉴로모픽 반도체 기반 인터페이스 기술을 개발했다.

강지훈 교수 연구팀은 전주대, 한국과학기술연구원, 미국 세인트루이스 워싱턴대학, 버지니아대학 등과의 국제 공동연구를 통해 이번 성과를 달성했다.

시선 추적 기술은 확장현실(XR), 정보통신기술(ICT), 모바일 헬스케어 등 다양한 분야에서 핵심 기술로 주목받고 있다. 하지만 기존 기술은 부피가 큰 광학 장치와 높은 전력 소모, 외부 서버 의존성으로 웨어러블 환경에서 활용하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 피부에 부착하는 얇은 센서를 활용했다. 이 센서는 눈의 움직임에 따라 발생하는 미세한 전기 신호를 감지하고, 이를 인공지능이 실시간으로 분석해 사용자의 시선 방향을 파악하는 방식이다.

특히 사람의 뇌처럼 정보를 처리하는 ‘뉴로모픽’ 반도체를 적용해 데이터 처리 속도를 높이면서도 전력 소모를 크게 줄였다. 또한 클라우드 서버를 거치지 않고 기기 내부에서 바로 연산이 이뤄지도록 설계해 개인정보 보호 측면에서도 강점을 갖는다.

연구팀의 개발 기술은 카메라 없이 작동하는 구조로 착용 부담이 적고, 다양한 환경에서도 안정적으로 사용할 수 있다는 점에서 기존 시선 추적 기술의 한계를 극복한 것으로 평가된다. 앞으로 XR 기기, 장애인 보조기기, 모바일 헬스케어 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것이라는 기대를 받고 있다.

이번 연구는 한국연구재단의 우수신진연구 ‘XR 미래 인터페이스를 위한 크로스 생체신호 센싱 시스템 개발’, 지역대학우수과학자 ‘적응형 XR 크로스모달 뉴럴 인터페이스 기술 개발’과 KIST의 ‘QPU 집적광학플랫폼 기술 개발’, 산업통상자원부의 ‘고휘도 OLEDoS 모듈 기반 중소형 웨어러블용 라이트필드 디스플레이 시스템 기술’ 등의 지원을 받아 이뤄졌다.

강지훈 교수, 문성철 전주대 교수, 박민철 한국과학기술연구원 박사 연구팀이 배상훈 세인트루이스 워싱턴대학 교수, 이규상 버지니아 대학 교수 연구팀과 공동연구를 진행했다. 그 결과, 국제학술지 American Chemical Society(ACS)가 발행하는 나노과학 분야 권위지 ACS Nano 온라인 최신호에 게재됐다.

강지훈 교수는 “이번 연구는 웨어러블 인공지능 인터페이스의 새로운 가능성을 제시한 사례”라며 “앞으로 인간과 컴퓨터 간 상호작용 기술 발전에 중요한 기반이 될 것”이라고 말했다.