[베리타스알파=이정원 기자] '역설계' 란 데이터 학습을 통해 기존에 존재하지 않던 물질이나 방법을 찾을 수 있도록 설계를 새롭게 디자인하는 것이다. 최근 공개된 Chat GPT는 인공지능을 통해 방대한 양의 데이터를 수집하고 학습해 사용자에게 필요한 정보를 도출해 제공해준다. 이러한 인공지능을 활용한다면 사람의 계산으로 풀 수 없었던 한계점들을 풀어낼 수 있지 않을까. 포스텍 기계공학과/화학공학과 노준석 교수/인공지능대학원 트레본 배드로 박사/기계공학과 통합과정 김주훈 씨/고려대 전자/기계융합공학과 소순애 교수 연구팀은 인공지능 기반 역설계 방법을 통해 기존 메타 표면 정보량의 한계를 깨고 세계 최대 정보량의 메타홀로그램을 구현하는데 성공했다. 이 연구는 '어드밴스드 머티리얼스' 지에 게재됐다.
기존 단일 메타 표면은 최대 정보량이 2~3개 정도로 다양한 홀로그램을 입력해 3D 홀로그램이나 다색 홀로그램을 구현하는데 한계가 있었다. 연구팀은 역설계 방법을 기반으로 단일 메타 표면에서 입력할 수 있는 정보량을 다색 홀로그램에서는 최대 9개로 단색 홀로그램에서는 최대 18개로 늘렸다. 그 결과 각각의 면에서 빛의 삼원색 각 파장에 독립적인 홀로그램 이미지 인코딩으로 흑백이 아닌 다양한 색상의 이미지를 평면에 따라 깊이감 있게 구현했다. 또 거리에 따라 이미지 인코딩을 다르게 해 세계 최초로 3차원 정보를 포함하는 3차원 비행기 홀로그램을 띄울 수 있었다. 이제 메타 표면은 간단한 홀로그램 이미지를 구현하는 것에서 한 단계 더 나아가 복잡하고 다양한 홀로그램을 구현할 수 있게 됐다. 생생한 장면을 완벽하게 재현할 수 있는 메타홀로그램 기술은 차세대 디스플레이 기술로 각광받고 있다. 이번 연구를 통해 메타홀로그램이 3차원 디스플레이 등 보다 다양한 곳에서 사용될 수 있는 가능성을 보였다는 점에서 큰 의의가 있다.
한편 이 연구는 포스코/과학기술정보통신부와 한국연구재단/미래유망융합기술파이오니아/전략형 나노소재기술개발/미래연구실/중견연구자지원/RLRC지역혁신선도연구센터/글로벌 프론티어/세종과학펠로십 사업의 지원으로 수행됐다.
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