두께가 0.74㎜에 불과한 카메라 렌즈. KAIST 제공

두께가 10원짜리 동전의 절반에 불과한 고해상도 카메라가 개발됐다. 곤충의 눈을 모방(다른 것을 본뜸)한 이 카메라는 모바일 기기는 물론 미세한 곳을 자세히 관찰해야 하는 의료영상 기기 등에 활용될 것으로 보인다.

한국과학기술원(KAIST·카이스트)은 정기훈 바이오 및 뇌공학과 교수팀이 ‘제노스 페키(Xenos peckii)’라는 곤충의 눈을 모사해 일반 소형 카메라보다 얇으면서 시야각이 넓은 카메라를 개발하는 데 성공했다고 최근 밝혔다.

모바일 기기나 의료 장비 등에 활용되는 카메라는 매우 얇아야 한다. 얇은 렌즈를 가진 카메라는 상이 일그러지거나 흐려지는 현상을 일으킨다는 문제가 있었다. 이를 막기 위해서는 여러 개의 렌즈를 겹쳐야 하는데 이렇게 되면 두께가 늘어난다.

곤충의 겹눈처럼 작은 미세렌즈를 여러 개 배열시켜 각자 다른 영상을 촬영한 뒤 나중에 하나로 합성하는 방법도 있다. 그러나 렌즈를 통과한 빛이 다른 렌즈를 통과한 빛과 겹치면서 생기는 중첩(거듭 겹쳐짐) 현상으로 해상도가 높지 못하다는 단점이 있었다.

정 교수팀은 미세렌즈 간 간섭을 해결하기 위해 제노스 페키의 독특한 시각세포를 추가한 렌즈를 개발했다. 이 곤충의 눈에는 수백 개의 광수용체(렌즈)가 배열됐다. 광수용체 사이의 빛이 서로 겹치지 않도록 차단하는 ‘색소세포’라는 구조가 있는데 연구진은 이를 본떠 미세렌즈 사이에 넣었다. 이에 해상도는 높으면서도 두께는 0.74㎜밖에 되지 않는 렌즈를 개발하는 데 성공했다.​


일반 카메라(오른쪽 위)와 초박형 카메라(오른쪽 아래)의 촬영 이미지 비교

[한 뼘 더] 생체 모방기술을 개발한다면?

곤충의 눈 구조를 만든 초박형(매우 두께가 얇은 형태) 카메라 렌즈가 개발됐어요. 동물 또는 식물이 가진 유용한 기능을 모방해 인간생활에 적용하는 기술을 ‘생체 모방 기술’이라고 합니다. 독사의 어금니 구조를 본떠 만든 ‘붙이는 주사기’가 있고 유연하게 움직이는 뱀을 모방해 만든 수술 로봇도 있습니다.

내가 동·식물의 구조를 본떠 새로운 기술을 개발한다면 어떤 것이 좋을까요? 그 이유도 아래에 함께 말해보아요.​

▶어린이동아 장진희 기자 cjh0629@donga.com

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