GIST, 비·안개에도 라이다센서 성능 유지 광학코팅기술 개발

펭귄 깃털서 힌트…무전력 방수·방습 구현

악천후 환경에서 라이다 동작 성능 검증. 저조도 환경 및 강수 조건에서 일반 유리와 플라즈모닉 나선 구조체의 라이다 영상 신호를 비교했다. (그래픽=GIST 제공) [email protected]

[전남광주=뉴시스]이창우 기자 = 광주과학기술원(GIST) 연구진이 비와 안개 등 악천후에서도 자율주행차의 라이다(LiDAR) 센서 성능을 유지할 수 있는 광학 코팅 기술을 개발했다.

9일 GIST에 따르면 전기전자컴퓨터공학과 정현호 교수 연구팀은 펭귄 깃털 구조를 모사한 '플라즈모닉 나선 구조체'를 활용해 별도의 전력 공급 없이 습기를 제거하고 빗물을 튕겨내는 광학 코팅 기술 개발에 성공했다.

연구팀은 극한 환경에서도 체온 유지와 방수를 동시에 수행하는 펭귄 깃털의 구조에서 착안해 구리 나노입자를 포함한 3차원 실리카 기반 나선 구조를 구현했다.

이 구조는 빛을 흡수해 열을 발생시키면서도 물방울 부착을 억제해 방습과 발수 기능을 동시에 수행한다.

개발된 코팅은 자율주행차 라이다가 사용하는 근적외선(905nm) 영역에서 80% 이상의 높은 투과율을 유지하면서 일반적인 햇빛만으로 표면 온도를 약 9.3도 높여 맺힌 습기를 6초 안에 제거하는 성능을 보였다.

실제 야외 라이다 시험과 내구성 평가에서도 안정적인 신호 수신과 우수한 광학·발수 성능을 유지해 차량용 센서 커버에 적용 가능한 수준의 성능을 확보했다고 연구팀은 설명했다.

(뒷줄 왼쪽부터 시계방향으로) GIST 전기전자컴퓨터공학과 정현호 교수, 김도은 박사후연구원, 김규린 석박통합과정생, 이주형 석박통합과정생

정현호 교수는 "별도의 전력 공급 없이 햇빛만으로 습기 제거와 발수 기능을 동시에 구현하면서도 라이다 신호를 저해하지 않는 새로운 개념의 광학 플랫폼을 제시한 것"이라며 "향후 자율주행차를 비롯해 로봇, 드론, 스마트 윈도우 등 다양한 야외 광학 시스템의 안정성을 높이는 데 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.

연구팀은 이번 연구에 활용된 펭귄 깃털 시료를 기탁한 국립생태원에 감사의 뜻을 전했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단, GIST 연구과제 등의 지원을 받아 수행했다.

연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 온라인에 지난 6월27일 온라인 게재됐다.

기술이전 관련 협의는 GIST 기술사업화센터로 문의하면 된다.


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