영화 ‘마이너리티 리포트’에서 허공에 화면이 뜨고 손짓으로 컴퓨터를 조작하는 모습은 단지 상상 속 미래였다. 하지만 이런 일들이 곧 실현될 것으로 보인다.
카이스트(KAIST) 전기및전자공학과 유회준 교수 연구팀은 세계 최초로 증강현실 전용 프로세서가 내장된 고성능·초저전력 머리 장착형 디스플레이(HMD, Head Mount Display) ‘케이 글래스(K-Glass)’를 개발했다고 20일 밝혔다.
연구팀은 기존 상용칩을 활용한 구글 글래스의 속도 보다 30배 이상 빠르고, 사용시간이 3배 이상 긴 전용 프로세터를 개발해 증강현실시대를 앞당길 것으로 전망했다.
▲ 구글 안경보다 빠른 증강현실 인식 속도가 30배 빠른 '케이 글래스'(자료=카이스트)
증강현실이란, 현실 세계와 이를 적절히 변형한 가상 미디어 콘텐츠가 결합한 것이다. 예를 들면, 동화책에 그려진 공룡 그림을 쳐다보면 3차원 공룡이 책 위로 솟아올라 보이며 방향을 바꾸면 공룡의 다른 쪽이 보이게 하는 기술이다.
구글은 2012년 5월 증강현실을 위한 프로젝트 글래스(Project Glass)를 개발했다.
하지만 구글의 기술은 바코드와 같은 표식을 인식해 해당 물체에 가상 콘텐츠를 첨가하는 방식의 증강현실을 구현하는 방식이기 때문에 표식을 설치하기 힘든 야외에는 증강현실을 구현할 수 없다. 또한 2시간 정도만 사용할 수 있을 정도로 전력 소비량이 많다는 단점이 있다.
▲ '케이 글래스'로 인식한 자동차 영상(자료=카이스트)
연구팀이 개발한 K-Glass의 ‘증강현실 전용 프로세서’는 인간 뇌의 시각 집중 모델(Visual Attention Model)에 영감을 받아 제작돼 저전력·고성능을 동시에 달성했다. 시각 집중 모델은 보고 있는 화면에서 의미 있고 중요한 부분을 배경과 같이 인식에 무의미한 영역들로부터 분리한다.
이에 따라 불필요한 연산을 제거할 수 있어 복잡한 증강현실 알고리즘의 연산 속도를 획기적으로 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.
또 전력소모를 줄이기 위해 ‘뉴런의 신경망’을 모방한 네트워크 구조를 적용했다. 프로세서 내부에서는 데이터가 활발하게 돌아다니는데 데이터 쏠림현상에 의해 전송이 한쪽으로 과하게 몰리는 문제가 발생할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 뉴런의 신경망 구조를 활용해 프로세서 내 데이터를 전송 및 네트워크가 한쪽으로 과하게 몰리는 현상을 효과적으로 극복했다.
▲ '케이 글래스'로 인식한 건담 영상(자료=카이스트)
유 교수는 “스마트 폰의 뒤를 잇는 차세대 모바일 디바이스로써 HMD에 대한 관심이 급증하고 있다”며 “투과형 HMD는 증강현실을 구현함에 따라 교육 엔터테인먼트 등의 분야에 큰 변화를 가져올 것”이라고 말했다.
K-Glass는 이달 미국 샌프란시스코에서 개최된 세계적 반도체 학술대회 ISSCC(국제고체회로설계학회)에서 발표돼 커다란 주목을 받았다.
글. 신동일 기자 kissmesdi@daum.net