AI로 보는 눈 만든다

시각장애인을 위한 인공 시각 장치 개발이 새로운 전환점을 맞이했다. 한국과학기술연구원(KIST) 뇌융합연구단 임매순 박사 연구팀이 인공지능(AI)을 활용해 인공 시각 장치의 인지 효율을 사전에 정밀하게 예측할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.

인공 시각 장치는 시각장애인의 독립적인 생활을 돕는 기술로 기대를 모았지만, 현재까지는 사람의 얼굴을 인식하거나 책을 읽는 수준에는 미치지 못하고 있으며, 사물 인지 능력 도 제한적이다. 장치를 이식하더라도 지팡이나 보호자의 도움 없이 독립 보행은 어려워, 여전히 청각과 촉각에 의존해야 하는 상황이다.

기존 인공 시각 장치의 개발 과정은 설계-제작-동물실험-임상시험 등의 복잡한 절차를 반복해야 했고, 기대한 성능을 확보하지 못하면 처음부터다시 시작해야 하는 비효율성이 있었다. 이번 AI 기반 기술은 이러한 개발 부담을 획기적으로 줄일 수 있는 대안으로 주목받고 있다.

KIST 연구팀은 한국인 400명의 얼굴 이미지를 활용한 데이터베이스를 구축해 기계학습모델을 설계하고, 인공 시각 장치에서 제공되는 저해상도 흑백 이미지에 최적화된 AI 모델을 개발했다. 이 모델은 다양한 장치 설계 조건에 따른 시각 품질을 빠르고 정확하게 예측할 수 있으며, 인간의 자연스러운 얼굴 인식 능력을 모사하도록설계됐다.

연구진은 해당 AI 모델을 통해 3600개의 저해상도 얼굴 이미지에 대한 인식 정확도를 측정했고, 정상 시력을 가진 36명을 대상으로 진행한 인지 실험과 비교한 결과 유사한 수준의 인식률을 확인했다. 이는 반복적인 임상시험 없이도 설계 단계에서 장치 성능을 예측할 수 있다는 점에서 큰 의미가 있다.

임매순 박사는 “이번 AI 기술을 활용하면 인공 시각 장치의 개발 시간을 단축하고, 최적의 시각 자극 조건을 찾아 장치 성능을 극대화할 수 있다”며 “향후 실생활 이미지 분석까지확대 적용해 실용적인 인공 시각 시스템 개발과 상용화를 앞당길 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스(AdvancedScience)’ 최신호에 게재됐다.