자동 촛점 안경의 탄생

우리의 눈은 나이가 들어감에 따라 노화의 한 현상으로 시력이 점점 떨어지는 것을 느낄 수도 있습니다. 그러면 우선 우리는 병원 또는 안경원으로 발걸음을 옮기며 우리 눈이 얼마만큼의 거리에서 얼마만큼의 대상체를 볼 수 있는지 검사를 하고, 각 왼쪽과 오른쪽 눈의 시력을 파악한 뒤에 거기에 맞는 도수의 안경을 구입하고, 때로는 너무도 시력이 좋지 못하여 안경알이 두꺼워져서 압축을 하느라 또 다른 비용 지출이 발생하기도 합니다. 하지만 시력이 점점 나아지거나, 아니면 오히려 더욱 나빠지는 경우, 기존에 제작되었던 안경의 도수를 변경할 타이밍을 잡지 못하고 지속적으로 사용함에 따라 시력을 오히려 더욱 망치는 일이 생길 수도 있습니다. 하지만 이건 어떨까요? 시력이 변하든 변하지 않든, 나의 현재 상황을 일일이 검사를 통해 알아내고 도수를 알아내어 안경알을 맞추는 일이 아닌, 내가 지금 착용하고 있는 안경 자체가 나의 시선을 알아서 파악하고 무엇을 보고 있는지 초점은 잘 맞는지 확인해주면서 알아서 내가 바라보고 있는 대상체를 또렷하게 볼 수 있도록 만들어주는 안경 말입니다.미국 스탠퍼드대학의 연구팀이 이러한 안경의 기초 프로토 타입을 만들어내는 데 성공했습니다.

 

오른쪽과 왼쪽 각각의 렌즈에 적용되는 이 기술은 자동촛점렌즈라고 불리는데 자동으로 사람의 시선을 추적해서 더 나은 렌즈가 필요한 사람들에게 적절한 시력을 회복하도록 ‘오토포컬스(Autofocals)’라고 불리는 자동초점렌즈의 프로토 타입을 만들어냈습니다. 사실 우리의 눈은 인체의 노화 타이밍에 따라 보통 45세 때부터 시력의 저하를 가져옵니다. 이것은 우리 눈이 물체의 초점을 맞추는 데 필요한 탄성을 잃기 때문인데요. 어떤 사람들에게는 안경을 끼는 것만으로도 어느 정도 도움이 될 수도 있지만, 대부분의 많은 사람들은 수술이나 더 나은 종류의 누진렌즈가 필요하기도 합니다.

 

전세계적으로 10억 명 이상의 사람들이 노안을 가지고 있는데요. 이만큼의 인구만큼 노안으로 고통을 받고 있다는 사실 하나만으로도 커다란 해결책이 필요한 시점이기도 합니다. 그렇기 때문에 스탠퍼드대학의 연구팀은 기존의 안경보다 훨씬 더 효과적으로 시력을 교정할 수 있는 자동 초점 렌즈를 개발해냈습니다. 현재의 프로토 타입은 아직 연구 초기이기 때문에 우리가 안경이라고 생각할 때 떠오를 만한 이미지의 형태를 가지고 있지는 않습니다. 이것은 가상 현실 기기, 쉽게 말해서 우리가 VR 체험관을 방문해서 즐길 때 착용하는 VR 기기와 같이 보이지만, 스탠포드대학의 연구팀을 앞으로 더 지속적인 연구를 통해서 이 거대한 안경을 점점 줄여나갈 계획입니다. 이쯤에서 드는 개인적인 생각은 앞서 포스팅했던 콘텐츠들 중 스마트 안경과 관련된 포스트가 생각나는데요. 스마트 안경에도 이러한 기능을 접목시키면 양쪽 연구팀 모두 시너지 효과를 거두면서 더 빠르고 진보한 형태의 안경이 개발될 수 있지 않을까 하는 생각도 듭니다.

 

다시 연구팀의 결과물로 되돌아 와서 보면, ‘오토포컬스(Autofocals)’라고 불리는 이 프로토 타입의 안경은 오늘날의 누진 렌즈의 주요 문제점들을 해결하기 위한 것입니다. 우리가 현재 많은 사람들이 착용하고 있는 누진 렌즈는 착용한 사람이 알아서 초점이 잘 맞도록 조정해야 합니다. 예를 들면, 차를 운전하고 있을 경우, 운전자가 누진 렌즈를 착용하고 있다면, 사이드 미러를 보면서 차선을 변경하려고 할 때, 안경 렌트 바깥쪽에는 초점이 거의 없기 때문에 안경의 렌즈 윗부분을 통해서 도로를 확인하고 렌즈 아랫부분을 통해서 사이드 미러를 확인해야 하는 불편함과 위험성을 가지고 있습니다. 실생활에서 누진 렌즈 착용자의 입장을 생각해 본다면, 안경을 착용하지 않은 사람들보다 넘어져서 다칠 확률이 더 클 수 있는 것이죠.

 

스탠포드대학의 연구팀이 만든 ‘오토포컬스(Autofocals)’ 프로토 타입은 시력의 변화에 따라 두꺼워지거나 얇아지는 물질로 채워진 렌즈를 사용하기 때문에 실제 우리가 가진 안구의 초점 맞추기 활동과 유사한 작동 방식을 가지고 있습니다. 또한 더욱 스마트하게도, 이 ‘오토포컬스(Autofocals)’를 착용한 사람이 보고 있는 위치를 측량하고, 사용자가 바라보고 있는 대상 물체까지의 정확한 거리까지 측정할 수 있는 눈동자 추적 센서도 포함되어 있습니다. 사실 그들이 이러한 하드웨어적인 장치를 완벽하게 개발한 것은 아닙니다. 아이러니하게도 이 연구의 성과에서는 이러한 하드웨어적인 부분보다는,변화무쌍한 렌즈와 눈동자 추적 센서를 개발한 것으로 간주한 후, 이들이부터 얻어지는 데이터를 활용해서 사용자가 항상 언제나 무엇을 바라보더라도 완벽한 초점을 유지할 수 있도록 하는 소프트웨어를 개발하게 된 것입니다.

 

스탠포드대학의 ‘오토포컬스(Autofocals)’를 만들었던 연구팀 외에도 인간의 노안에 대해 연구하던 다른 팀들이 있었습니다. 이들은 노안에 자동 초점 렌즈를 적용하려고 시도했지만, 번번히 실패였고 아이디어의 전환으로 눈동자 추적 센서와 같은 소프트웨어적인 도구 없이는 누진 렌즈를 착용하는 것과 별반 다를 것이 없었습니다.

 

‘오토포컬스(Autofocals)’를 개발한 연구팀은 이들이 생각한 접근 방식이 정확한지 검증하기 위해서 노안을 가지고 있는 환자 56명을 대상으로 이 ‘오토포컬스(Autofocals)’ 프로토 타입을 테스트했습니다. 테스트 대상자들은 자동 초점 렌즈가 독서나 다른 유사한 일을 할 때 더 빠르고 잘 동작한다고 언급했는데요. 이 프로토 타입을 착용한 테스트 대상자들은 VR 기기와 같은 거대한 크기와 무게를 제외하고는 기존에 착용하고 잇는 누진 렌즈보다 더욱 선호된다고 알렸습니다.

 

연구팀은 이미 가상 현실과 증강 현실을 위한 시각 처리 시스템에 있어서 최고의 기술력을 가지고 있었습니다. 이 연구원들이 새로운 자동 초점 렌즈와 눈동자 추적 센서를 더욱 효과적으로 개선할 여지가 큰 가능성이 보이는 것은 바로 이들이 이 분야에서 가진 실력이 좋기 때문인데요. 이 다음 단계의 목표는 바로 소형화입니다. 소형화라는 목표는 가볍고 에너지 효율적이면서 디자인도 보편적이어야 하는데 컴퓨터가 개발 초기에는 빌딩만 했다가 수십 년이 흐른 뒤에 소형화로 큰 발전을 해온 것처럼 이 프로토 타입도 어쩌면 수십 년의 시간을 지나고 나서야 우리가 원하는 모습의 소형화를 달성할 수 있을지도 모릅니다. 하지만, 자동 초점 기기는 시력 교정의 긍정적인 미래 모습이라고 생각됩니다. 10억 명의 사람들이 축복받는 그날까지 파이팅!