[한국기술뉴스] 인천대학교 전기공학과 김준동교수 연구팀은 광 자극의 방향을 검출해 인공안구의 역할을 하는 투명 시각피질을 개발했다. 개발된 기술은 인천대학교 산학협력단을 통해 2019년 08월 06일 특허를 출원(출원번호 제1020190095686호)했다. 특허 명칭은 '인공안구를 위한 투명 시각피질’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

전세계 인구 중 약 3억 명이 중증 시각장애로 인해 일상생활에 어려움을 겪고 있습니다. 시각은 인간이 처리하는 감각정보 중 약 80%를 차지할 정도로 큰 비중을 갖고 있습니다. 또한 오감 중 가장 빠르고 민감하게 반응하는 감각입니다. 최근, 시각장애인의 어려움을 개선하기 위한 인공 안구가 개발되어 많은 관심을 받고 있습니다. 하지만, 개발된 인공 안구는 개발 초기 단계로, 알파벳을 제한적으로 인식하는 낮은 성능을 지녔습니다. 또한, 복잡한 구조나 전력 공급원 등 개선이 필요한 문제들로 인해 상용화에 어려움을 겪고 있습니다.

인천대학교 김준동 교수 연구팀은 인간의 시각피질과 유사한 특성을 지닌 투명 광전기 소자를 개발했습니다.

투명 광전기 소자는 FTO 기판 위에 티타늄과 니켈을 차례로 증착시켜 제작합니다. FTO 기판 위에 형성된 산화티타늄층과 산화니켈층은 헤테로 접합 구조를 형성합니다. 광전기 소자에 빛이 조사되면 광기전효과에 의해 광전류가 생성됩니다. 광전기 소자는 광입자의 분포에 따라 다른 크기의 전류가 생성됩니다. 투명 광전기 소자는 이를 활용해 빛의 방향을 구별합니다.

연구팀은 빛의 방향과 세기, 각도 등을 달리하며 광전기 소자의 특성을 분석했습니다. 광전기 소자는 가시광선 영역에서 50% 이상의 투과율을 지녀 투명한 특성을 지닌 것을 확인했습니다. 또한, 빛이 조사되는 위치와 방향, 감도에 민감하게 반응하는 것을 확인했습니다. 이는, 인간의 시각피질 세포가 지닌 특징과 매우 유사합니다. 이를 이용해 빛의 방향을 감지하는 시각피질의 기능을 수행할 수 있습니다.

투명 광전기 소자는 빛에너지를 사용해 작동하므로 별도의 전원장치가 필요하지 않은 단순한 구조를 지녔습니다. 또한, 단일 공정이나 대면적 공정을 통해 경제성과 생산성을 향상할 수 있습니다. 더불어 인간의 시각피질과 유사한 특징을 지녀 인공 안구의 제작에 활용할 수 있습니다. 이를 통해 인공 안구의 제조 단가 및 전력 소모량을 개선하는 데 기여할 것으로 기대됩니다.