한국과학기술원(KAIST)은 김재철AI대학원 예종철 교수팀이 장성호 서울대 교수팀, 김기현 포스텍 교수팀과 공동연구로 형광 현미경의 오랜 난제인 '이방성' 문제를 해결, 3차원 영상 화질을 획기적으로 끌어올리는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.

이방성 문제란 형광 현미경으로 3차원 영상을 획득할 때 빛 성질 탓에 보는 각도에 따라 적게는 2~3배, 많게는 10배까지도 화질 차이가 발생하는 문제를 뜻한다.

연구팀은 수학적 기법인 최적 수송이론에 기반을 둔 새로운 AI 시스템을 개발, 공초점 현미경과 광 시트 현미경에 적용했다. 기존 AI 기법들과는 다르게, AI 학습 데이터가 따로 필요하지 않고, 하나의 3차원 영상만으로도 AI 학습에 적용할 수 있다. 생물 표본 3차원 고화질 영상 획득에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.

예종철 교수는 “3차원 영상 획득 관련 현미경의 물리적 한계를 AI 기술로 뛰어넘었다는 점에서 의미가 있다”며 “비지도 학습 기반으로 훈련이 진행돼 다양한 종류의 3차원 영상 촬영 기법에도 확장 적용할 수 있다”고 말했다.

예종철 교수가 주도하고, 박형준 연구원이 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스' 6월 8일 자 온라인판에 게재됐다.