미래를 밝힐 '빛의 원천'....한국광기술원을 가다

2018년 정부 지정 국내 유일 광융합기술 전문 연구소 등극

내외장 조명 등 광산업에서 자율주행 등 광융합으로 연구 분야 확대

광소재 부품, 메타버스, 탄소중립, 우주·국방, 미래차 분야 등 역량 집중

광주광역시 북구 첨단벤처로에 위치한 한국광기술원. 사진=한국자동차기자협회 제공

한국광기술원은 국내 유일의 광융합기술 전문연구소다. 2018년 제정된 '광융합기술개발 및 기반조성 지원에 관한 법률'에 따라 지난 2020년 국내에서 유일하게 광융합기술 전문연구소로 지정됐다.

2001년 설립 초기 광산업에서 점차 광융합으로 연구 분야를 확장시키고 있는 한국광기술원은 최근 핵심 역량 확보를 위해 광소재 부품, 메타버스, 탄소중립, 우주·국방, 미래차 분야 등 5대 전략융합 분야의 기술 개발에 집중하고 있다.

특히 미래차 시대를 맞아 빠르게 지능화되고 있는 자율주행차 관련 인지센싱, 정밀계측, 고정밀 카메라 기술 등 신규 광융합 기술개발 사업을 기획하는 한편, 감성인지 융합조명, 고출력 레이저 가공기술 등을 고도화 하면서 미래차 시장을 선도하고 있다.

한국기술원이 개발한 3D 후미등. 사진=한국자동차기자협회 제공

지난 22일 한국자동차기자협회 소속의 일원으로 광주시 북구 첨단과학기술로에 위치한 한국광기술원을 방문했다. 687대의 고가장비(3000만원 이상), 101개의 실험실, 7곳의 클린룸을 보유하고 있는 이곳은 그간의 연구개발 성과로 1200건 가량의 지식재산권을 등록했고 기술 이전 규모도 450건에 달한다.

대표되는 기술적 성과로는 △국내 최초 레이저/LED 하이브리드 헤드램프 상용화 기술△인공지능을 활용한 자율주행차용 야간환경 저조도 영상변환 기술△국내 최초 자동차용 3D 리어램프 개발 등을 들 수 있다.

국내 최초 개발한 '레이저/LED 하이브리드 헤드램프 상용화 기술'은 차량 전방 600미터 이상까지 고광도(@ 1lux) 빔을 비추는 세계 최고 수준의 성능을 자랑한다. 상대방 운전자 시야 방해를 최소화하면서도 먼 거리 시인성을 확보할 수 있는 강점이 있다.

인공지능을 활용한 자율주행차용 야간환경 저조도 영상변환 전/후 비교 영상. 사진=한국광기술원 제공

'인공지능을 활용한 자율주행차용 야간환경 저조도 영상변환 기술'은 야간 카메라 영상을 대낮의 밝은 시간대의 주간 카메라 영상처럼 실시간 변환 처리하는 기술로 자율주행에서 요구되는 난제를 해결했다는 평가를 받고 있다. 주야간 모든 환경에서 선명한 영상을 제공한다는 점이 특징이다. 한국광기술원은 이 기술을 통해 라이다 센서나 적외선 카메라 등 고가 장비를 대체할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

'국내 최초 자동차용 3D 리어램프' 는 기존 1·2차원 형태의 국내 제품 대비 컴팩트한 3D 구조를 구현, 소비자 감성을 만족시키는 동시에 조립성이 단순해 양산화가 쉬운 강점을 갖고 있다.

한국광기술원 LED 조명실증센터에는 국내 최대(세계 두번째) 규모의 도로조명실측동이 있다. 사진=한국자동차기자협회 제공

한국광기술원 본원에서 차를 타고 약 5분 정도 이동하면 'LED조명 실증센터'가 나타난다. 이 안에는 길이 120m, 너비 45m, 높이 15m 정도의 초대형 암실이 있는 데 '도로조명실측동'이라 불리는 곳이 있다.

이곳에선 차량에 들어가는 조명이나 전광 제품을 개발 및 실증 등이 이뤄진다. 실제 도로환경과 유사한 상태에서 제품의 시인성을 테스트하는 시설이기에 실제 도로처럼 조성이 가능하다. 야간 주행처럼 가로등을 달 수도 있고, 안개를 발생시켜 뿌연 상태에서의 시인성을 확인해 볼 수 있다.

송상빈 한국광기술원 조명·에너지연구본부장은 "야간 환경에서 도로 인프라와 자동차 조명 장치의 밝기, 성능을 정확하게 측정할 수 있는 테스트베드"라며 "자동차 조명, 신호등화 장치, 가로등, 신호등, 도로안전표지 등 모빌리티 관련 기기의 성능과 신뢰성을 실증하는 세계 최고 수준의 암실"이라고 말했다.

자동차 부품과 전광 제품 등의 성능을 확인하기 위해 실제 환경과 비슷한 조건을 두고 재현할 수 있는 최첨단 암막 시설은 국내와 독일만 보유하고 있다.

전자파 시험동에서는 전자파가 제품 성능에 미치는 영향 및 적합성을 분석한다. 사진=한국자동차기자협회 제공

다음으로 이동한 곳은 전자파 시험동으로, 차량 부품에서 발생하는 전자파가 다른 전장 부품 등에 간섭 및 영향을 미치는 지 등을 시험하는 공간이다. 가로 21m, 세로 12.5, 높이는 9m이며, 내부에선 10m 거리 환경을 측정할 수 있다. 내부는 최대 5톤 트럭까지 진입, 실험이 가능하다.

벽면은 온통 특수 제작된 흰 스티로폼으로 구성돼 있고 그 뒤로 검은 스티로폼을 감싸는 형태를 띠고 있다. 표면적으로는 단순 스티로폼으로 보이지만, 이 제조 기술은 오로지 독일만 보유하고 있다고 한다. 부품이 작동을 통해 전자파를 발생시키면 벽면에 붙은 하얀판이 전자파를 반사하고 이를 안테나와 같은 구조물이 흡수해 전자파를 측정하는 구조다. 이곳에선 가정, 산업용 전자기기뿐 아니라 조명, 차량 및 방산용 전자기기에 대해서도 테스트가 이뤄진다.

모래나 미세먼지 환경을 재현한 테스트 베드. 특수하고 극한의 환경을 임의로 만들어 시험을 실시한다. 사진=한국자동차기자협회 제공

먼지나 모래를 일으켜 제품의 내구성을 테스트할 수 있는 시설도 갖추고 있다. 최대 풍속 29m/s의 바람을 이용해 사막·건조 기후 국가에서 사용할 제품의 내구성을 테스트 하는 게 핵심이다. 차량은 물론 항공 관련 제품들은 이 테스트를 필수적으로 받아야 한다. 국내에선 한국광기술원을 포함해 일곱 곳에서 테스트가 가능하다.

이처럼 다양한 연구 개발을 진행하고 있는 한국광기술원은 최근 한국자동차연구원 등 미래차 관련 기업 및 기관들과 공동 연구개발이 한창이다. 그 중에서도 한국자동차연구원과는 '미래차 디스플레이 적용 전장 부품 기술 개발'과 '초고난도 자율주행 모빌리티 인지예측 센서 기술 개발'을 2022 신규 과제로 채택해 연구를 진행하고 있다.

신용진 한국광기술원장은 "자동차 산업은 내연기관에서 전기차, 수소차, 자율주행 등 초정밀, 초지능, 초연결 기술의 집약체로 패러다임이 변모하고 있다"며 "특히 광융합기술 중요성이 점점 더해지고 있으므로 기업이 기술적 난제를 해결하도록 시험생산·인증·기술이전 등 다각적 지원 활동을 추진하겠다"고 말했다.