눈짓만으로 로봇을 움직일 수 있는 스마트 콘택트렌즈가 나왔다.

울산과학기술원(UNIST)은 기계공학과 정임두 교수팀이 센서를 렌즈에 직접 인쇄하는 특수 기술과 센서의 저해상도 신호를 고해상도로 복원하는 인공지능(AI) 기술을 결합해 로봇 팔을 원격 제어할 수 있는 스마트 콘택트렌즈를 개발했다고 15일 밝혔다.

이 렌즈를 낀 채 안구를 굴리면 로봇 팔이 안구 방향을 따라 움직인다.

렌즈 위에는 100개의 빛 검출 센서가 집적돼 있는데, 눈을 움직일 때마다 달라지는 빛 분포를 센서가 읽어내 시선 방향을 추적하는 원리다. 위, 아래, 좌, 우는 물론 대각선 방향까지 구분할 수 있다.

이 시선 정보는 로봇 팔로 전달돼 팔을 움직이게 한다. 안구의 깜박임으로 물건을 집을 수도 있다.

연구팀은 둥근 렌즈 표면에 센서를 직접 프린팅할 수 있도록 '메니스커스 픽셀 프린팅'(MPP) 기술을 개발해 적용했다. 노즐 끝에 맺힌 센서 원료 잉크를 렌즈 표면에 찍어내는 것이다.

렌즈라는 작은 공간 탓에 신호 해상도가 떨어지는 문제는 AI 기술을 결합해 해결했다.

실제로는 100개의 센서가 있지만, 딥러닝 기반 초해상도 기술을 적용하면 최대 6천400개의 센서가 있는 것과 같은 신호 데이터를 얻을 수 있다. 재구성에 필요한 시간도 0.03초로 짧아 정보가 실시간 수준으로 로봇 팔에 전달될 수 있다.

안구 모형을 이용한 실험에서는 눈동자 움직임만으로 물체를 집어 옮기는 동작까지 이뤄졌는데, 방향 인식 정확도는 99.3% 수준이었다.

정임두 교수는 "증강현실 기반 산업용 로봇 원격 제어, 재난·재해 환경에서의 탐사 로봇 운용, 국방 분야 무인 체계 및 드론 조종, 의료 및 재활 지원 시스템 등 다양한 분야로 확장될 잠재력이 있다"고 말했다.

이런 연구 결과는 재료과학 분야 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스'(Advanced Functional Materials)에 지난달 11일 실렸다. 연구는 한국연구재단, 정보통신기획평가원, 산업통상부의 지원을 받았다.