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벽 뒤의 물체, 3D영상으로 촬영

2017-05-24

와이파이(Wi-Fi)란 무선통신 기술이 있다. 유선랜(Wired LAN)이라고 하는 컴퓨터 네트워킹 기술을 무선화한 것이다. 품질이 뛰어나다고 해 ‘fidelity(품질)’이라는 단어를 넣어 ‘wireless fidelity’, 즉 ’무선 품질‘이란 이름을 붙였다.
Wi-Fi의 강점은 많은 벽이 가로막혀 있는 건물 안에서 매우 빠른 속도로 무선 통신을 할 수 있다는 것이다. 서로 다른 네트워크를 연결해주는 장치인 라우터(router)를 통해 서로 다른 통신망을 빠른 속도로 연결해준다.
이 기술을 이용하면 반경 500m 안에서 5대 이상의 PC, 스타트폰 등을 연결할 수 있으며, 큰 파일이나 그래픽, 비디오 및 오디오를 전송하는 일이 가능하다. 그리고 최근 이 기술이 촬영기술에 적용되고 있다.

독일 뮌헨공과대 23세 대학원생이 개발     

23일 ‘비즈니스 인사이더’ 지에 따르면 최근 독일 뮌헨 공과대학의 한 학생이 이 기능을 활용해 벽 건너편에 있는 사물을 사진 찍을 수 있는 기술을 개발했다. 이 사진기는 벽 반대편에 있는 물체를 홀로그램이나 3D 영상으로 촬영할 수 있다.
이 기술을 개발한 사람은 대학원에서 물리학을 전공하고 있는 23세의 청년 필립 홀(Philipp Holl)이다. 그는 Wi-Fi 기술을 활용해 벽을 사이에 두고 다른 방에 사물들을 있는 그대로 스캔(scan)할 수 있는 기술을 개발했다.
그의 아이디어가 구체화된 것은 대학졸업 논문이다. 프리드만 라인하트(Friedemann Reinhard) 교수 지도로 이 신기한 카메라 기술을 소개했으며, 그의 논문은 최근 국제학술지 ‘저널 오브 바이올로지컬 피직스(Journal of Biological Physics)’에 게재됐다.
그는 ‘비즈니스 인사이더’와의 인터뷰를 통해 “이 기술을 활용할 경우 벽을 사이에 두고 건너편에 있는 커피 잔이나 애완동물, 사람의 모습을 입체적으로 파악할 수 있다”고 말했다. 최소 4cm 크기의 작은 물체도 촬영이 가능하다.
최종 목표는 이 제품을 상품화하는 것이다. 홀은 “이 기술이 현재 시제품(prototype) 수준에  와 있지만 산업 측면에서 매우 밝은 미래를 약속해주고 있다”고 말했다. 기술 적용에 따라 새로운 촬영 분야를 창출할 수 있을 것으로 예상된다.
이 카메라의 핵심 기술은 Wi-Fi다. 그러나 Wi-Fi를 사용한 최초의 촬영 기술은 아니다. 과학자들은 수년 전부터 Wi-Fi를 적용해 가택 침입자를 감시하거나 창고 안 상황을 체크하는 등의 기술을 개발해왔다.
그러나 홀의 기술이 다른 점은 이차원 영상에 머물렀던 기술을 방 전체를 세밀한 부분까지 입체적으로 볼 수 있는 3차원 홀로그램 영상으로 발전시켰다는 것이다. 이 기능이 가능했던 데는 크게 두 가지 이유가 있다.

2개의 초소형 안테나로 그림자까지 전송 

하나는 안테나다. 하나는 고정시키고, 또 하나는 움직일 수 있는 2개의 안테나를 만들었다. 고정된 안테나는 설치된 장소에서 방안 전체의 고정된 배경(background)을, 움직일 수 있는 안테나는 방안에서 움직이는 물체를 다양한 위치에서 파악할 수 있다.
안테나 크기는 스마트폰 안테나와 비교될 만큼 매우 작은 크기로 제작됐다. 그러나 성능이 매우 뛰어나 이전에 기술에 비해 매우 뛰어난 화질을 보이면서 3차원 영상으로 된 입체사진 홀로그램으로 재현이 가능하다.
이런 기능이 가능한 것은 2개의 안테나가 빛의 명암만 측정하는 것이 아니라 물체로부터 반사되는 빛의 또 다른 특성을 파악할 수 있기 때문이다. Wi-Fi 라우터에서 발산하는 마이크로파의 기능을 백분 활용하고 있다.
이 안테나의 또 다른 특징은 입체 영상임에도 불구하고 안테나에서 방출된 신호(마이크로파)가 실시간 컴퓨터 영상으로 나타날 만큼 성능이 뛰어나다는 점이다. 입체 영상의 경우 기존의 2차원 영상과 비교해 월등하게 많은 양의 정보량을 지니고 있다.
라우터 성능을 강화해 3차원 영상임에도 불구하고 데이터 전송 시간에서 2차원 영상과 비교해 차이가 나지 않도록 했다. 예민함에 있어서도 사물의 그림자 데이터까지 전송이 가능할 만큼 탁월한 기능을 선보이고 있다.
라인하트 교수의 도움으로 홀은 벽을 사이에 두고 입체 영상을 주고받을 수 있는 카메라 기술을 개발하는 데 성공했다. 그러나 상용화를 위해서는 아직 해결해야 할 과제가 많이 남아 있다. 첫 번째 과제는 데이터 전송량이다.
실내 물리적 상황이 복잡하게 얽혀 있을 경우 충분한 양의 데이터 전송이 이루어지지 않고 있어 이를 해결할 방안을 찾고 있는 중이다. 문제가 되고 있는 기능이 보완될 경우 적용 분야는 매우 광범위할 것으로 예상되고 있다.
가장 기대되는 것은 구호용 장비다. 지진 등으로 파괴된 잔해 속에서 살아있는 사람을 찾아낼 때 이 기술을 활용할 경우 땅 속에 묻힌 잔해 속에서 어떤 상황에 벌어지고 있는지 생생한 영상으로 파악이 가능하다.
정보기관 등에서 특정 구역 안의 상황을 감시하기 위해 이 기슬을 적용할 수 있다. 드론을 이용해 특정 건물 안에서 무슨 일이 벌어지고 있는지 파악할 수 있다. 홀은 “불과 30초 안에 건물 안 상황 파악이 가능하다”고 말했다.
그러나 벽을 통과하는 영상기술인 만큼 이를 과용할 경우 사생활 침해 문제가 불거질 것으로 예상된다. 이 기술을 이용해 옆집 상황을 들여다본다던지, 심할 경우 범죄 활용이 가능해 상용화 단계에서 논란이 예상된다.

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