September 22,2019

영화 스타트렉의 초정밀 센서 개발 중

세계 신산업창조 현장(212)

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공상과학 영화의 고전이라고 할 수 있는 스타 트렉(Star Trek)을 보면 ‘트라이코더(Tricorder)’라는 소형 기기가 나온다. 몸에 대기만 해도 어디가 아픈지, 건강 상태는 어떤지 자동으로 측정하는 장치다.

이런 공상과학 영화에나 나올법한 기기가 실제 등장했다. 월스트리트저널은 한 이스라엘 스타트업이 강력한 기능의 소프트웨어와 렌즈가 부착된 초분광 센서(hyperspectral sensor)를 만들고 있다고 5일 보도했다.

모든 물질들은 화학적으로 제각기 다른 특징을 갖고 있다. 각기 독특한 성질을 갖고 있는 화학적 지문이라고 할 수 있다. 이 지문을 초분광센서가 파악해낸다. 영상 속 각 화소(pixel)에 해당하는 각 지표물의 특성을 스펙트럼(spectrum) 분석을 통해 정밀하게 파악해낸다.

화학적 분석 통해 가짜우유 식별할 수 있어

그동안 이 기술은 우주선, 항공기 등에 사용돼 왔다. 지표면으로부터 반사‧방출되는 복사에너지를 정밀 분석해 지질‧광물‧해양‧대기 등을 조사해왔다. 이 기술이 지금 스마트폰에 적용될 채비를 갖추고 있다.

식품, 의약품 분석은 물론 인체조직 검사까지 가능한 초정밀 센서가 이스라엘 스타트업 '유니스펙트럴 테크놀로지스'를 통해 개발되고 있다. 이 스타트업은 텔아비브 대학 출신 연구진들로 구성돼 있다.

식품, 의약품 분석은 물론 인체조직 검사까지 가능한 초정밀 센서가 이스라엘 스타트업 ‘유니스펙트럴 테크놀로지스’를 통해 개발되고 있다. 이 스타트업은 텔아비브 대학 출신 연구진들로 구성돼 있다. ⓒUnispectral Technologies

스타트업 ‘유니스펙트럴 테크놀로지스(Unispectral Technologies)’는 스마트폰 카메라에 부착할 수 있는 초정밀 초분광 센서를 개발 중에 있다고 밝혔다.

현재 개발 중에 있는 센서는 기존 스마트폰 렌즈와 달리 매우 정밀한 광필터(optical filter)를 포함하고 있다. 빛의 파장 속에서 특정 파장을 갖는 성분을 매우 정교하게 끄집어낸다. 그리고 이들 성분을 정밀 분석해 그 내용을 스마트폰에 전달하게 된다.

‘유니스펙트럴’ 관계자는 이전에 볼 수 없었던 새로운 개념의 광필터를 개발 중이라고 밝혔다. 이 센서가 주목을 받고 있는 것은 스마트폰에 부착될 경우 그 적용 범위가 매우 광범위하기 때문이다.

이를 테면 현재 중국에서 많은 아기들이 피해를 보고 있는 ‘가짜 우유(fake milk)’ 문제를 해결할 수 있다. 스마트폰 카메라로 우유를 비추어보면 그 안에 진짜와 가짜 성분이 어느 정도 분포돼 있는지 즉시 알아낼 수 있다.

‘스타트렉’ 영화에서 볼 수 있는 것처럼 암, 당뇨병 등의 건강 진단도 가능하다. 산업 분야로 가서는 그 활용 가능성이 엄청날 정도다. 수많은 물질로 수많은 제품들이 생산되고 있는 만큼 산업 각 분야에서 적절한 활용이 가능하다.

음성‧동작인식 센서에서 화학분석 센서로

‘유니스펙트럴’ 창업팀은 텔아비브 대학 출신이다. 학교에서 센서를 개발해오다 대학 측 지원을 받아 벤처 사업체로 변신했다. 현재 ‘데이터 그룹(Data Group)’의 지원을 받고 있는 모멘텀 펀드(Momentum Fund)에서 자금을 지원하고 있다.

미국의 신생 벤처기업 ‘컨슈머 피직스(Consumer Physics)’에서는 근적외석 분광법(NIR)에 의한 트라이코더를 개발해 지난해 하반기 시판하기 시작했다. 근적외선 분석법은 시료의 정량 값과 NIR 스펙트럼의 상관관계를 통해 특정 물질의 정성, 정량 분석을 할 수 있는 기술이다.

별다른 전처리 없이 시료의 스펙트럼을 쉽게 얻을 수 있는 특성 때문에 실험실과 산업 현장에서 주로 원료 확인 시험에 적용돼 왔다. ‘컨슈머 피직스’에서는 스마트폰에 부착해 음식, 식물, 약 등의 물체를 스캔할 수 있는 솔루션 ‘SCiO’를 개발해 판매하기 시작했다.

사용자가 스캐너를 갖다 대고 2초 정도 버튼을 누르면 그 물체의 성분을 알 수 있다. 음식의 영양 정보는 물론 먹는 약들의 성분, 토양의 성분과 품질 그리고 과일의 껍질을 벗기지 않고도 익은 정도를 즉시 알 수 있다는 것이 ‘컨슈머 피직스’ 측 설명이다.

아직까지 의료 분야 사용은 금지돼 있다. 일부 의료진에서 이 기기를 갖고 암 진료 등에 활용해 미 FDA로부터 압류조치를 받기도 했다. 그러나 초분과센서를 부착하고 있는 ‘유니스 펙트럴’의 개발이 성공을 거둘 경우 의료기기로서 활용이 가능할 것이라는 예측이다.

센서 기술은 사회적으로 영향력이 크다는 점에서 세계적인 관심을 끌고 있는 분야다. 그동안 음성과 동작 인식 기술을 놓고 구글, 애플 등 대기업들 간에 치열한 기술경쟁이 벌어져왔다. 그리고 이 기술경쟁이 지금 초정밀 분석 기술로 진화하고 있는 중이다.

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