폭이 불과 0.5mm에 불과한 소금 1알 크기 카메라를 미국 프린스턴대학과 워싱턴대학 공동 연구팀이 개발했다. 이 초소형 카메라는 체적이 55만 배인 렌즈를 장착한 카메라와 다르지 않은 화질 사진을 촬영할 수 있다.
이번에 발표된 새로운 초소형 카메라는 메타서피스(Metasurface)라는 기술을 채택하고 있어 160만 개가 매입된 HIV와 거의 같은 사이즈 극소 원주에 의해 렌즈와 동등한 기능을 하도록 설계하고 있다. 이 원통은 각각 하나씩 다른 형상을 갖고 있으며 원통마다 광안테나처럼 기능하도록 기계학습 기반 알고리즘을 이용해 형상이 최적화되어 있다는 것.
개발한 초소형 카메라로 촬영된 사진은 일반 카메라로 촬영한 사진을 조금 열화시킨 정도에 그친다. 연구팀에 따르면 프레임 끝 부분이 조금 흐릿한 점을 빼면 체적이 55만 배인 렌즈를 사용한 카메라와 동등한 사진을 촬영할 수 있다고 한다.
이번 카메라는 광학 설계와 화상을 생성하는 신호 알고리즘 설계를 통합적으로 처리한 점이 혁신적이며 기존 메타서피스 카메라는 품질을 요구했을 경우 광량 등을 인공적으로 정돈한 이상적 환경이 필요했지만 이번 메타서피스 카메라는 자연광 환경에서도 성능을 발휘할 수 있다. 연구팀은 이 초소형 카메라를 내시경 검사나 뇌 이미징에 활용할 수 있을 뿐 아니라 카메라 여러 대를 물체 표면에 분산 배치해 새로운 형태 촬영이 가능해진다고 밝히고 있다.
연구팀은 이 작은 구조체를 설계하고 실제로 구축하고 원하는 대로 성능을 내는 건 어려웠다며 고시야각 RGB 이미지를 촬영하는 특수 태스크를 위해 수백만 나노 구조를 알고리즘으로 설계하는 기법은 지금까지 이뤄진 적이 없다고 밝혔다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.