‘세계 최초의 기술’이라는 타이틀은 분명 자랑스럽지만, 이를 산업에 활용하기 위해서는 순탄치 않은 과정을 거쳐야만 한다. 시장이 존재하지 않는 기술을 알리는 것부터가 난관이다. 김주연 박사는 “지금 진행 중인 과제는 비접촉 터치 기반 시스템에 홀로그램 이미지를 더해 직관성을 부여하는 것”이라며 단적인 예로 공공 화장실 세면대를 들었다. 물을 나오게 하려고 센서 주위에 손을 휘휘 저을 때가 있는데, 그게 바로 비접촉 터치 시스템이라는 것. 이때 홀로그램 이미지로 센서 위치를 알려주면 훨씬 직관적이라 편리할 것이다.

김주연 박사가 이 기술에 몰두한 계기는 코로나19 팬데믹이었다. 비대면, 비접촉 상황을 피할 수 없는 공공장소에서 홀로그램 기술과 비접촉 터치 시스템의 융합 가능성을 엿본 것이다. 시작은 엘리베이터 버튼이었다. ‘업-다운^Up-Down 버튼을 직접 누르는 대신 비접촉 터치 시스템과 홀로그램 기술을 융합해 가상의(공간상의) 터치로 엘리베이터를 조작할 수 있다면 어떨까’ 하는 상상력이 새로운 기술로 이어진 것이다.

‘A라는 사람이 엘리베이터 문 앞에 선다. 동작 센서, 이미지 센서, 열 센서, 비전 센서 등 다양한 센서를 통해 A를 감지하고, AI를 통해 데이터를 분석한다. 이러한 다양한 센서들 중 비전 센서와 AI 기술을 융합해 A의 눈과 손가락의 위치를 인식, A가 포인팅하는 위치를 계산한다. 예를 들어 키 170cm인 A가 임의의 공간에 구현된 홀로그램 이미지를 손을 뻗어 터치한다. 비전AI는 센서를 통해 수집한 A의 행동을 인식해 데이터를 분석하고, A가 원하는 대로 엘리베이터를 움직인다.’

자동문이나 스마트 조명, 보안 시스템 등 센서를 활용한 동작 명령은 이미 일상 속에서 널리 쓰이고 있다. 김 박사는 홀로그램과 AI 기술을 더해 비접촉 터치 시스템의 응용 가능성을 확대하겠다는 계획이다. 이는 최근 화두로 떠오르고 있는 디지털 배리어프리^{Barrier Free}의 이점으로 작용할 수도 있다. 센서의 물리적 한계를 극복함으로써 장애인의 편익이 증진되고, 직관성을 높임으로써 고령자, 정보 소외계층, 외국인 등이 쉽게 사용할 수 있기 때문이다.

난제는 기술적 한계와 이를 만들어내는 비용이었다. 3차원 이미지를 구현하기 위해서는 빛의 회절현상^❶을 만들어주는 홀로그램 특수 기판이 필요한데, 한 장을 만드는 기술력과 비용이 만만치 않다. 리얼 홀로그램 기술의 상업화가 어려운 원인도 이 때문이다. 김 박사는 소재 공정에서 힌트를 얻어, 현재 계산 가능한 고해상도의 홀로그램 필름 제작에 임프린팅^Imprinting(각인) 기술을 도입했다. 임프린팅 기술은 틀에 패턴을 새긴 후 이를 찍어내는 판화의 개념으로 디스플레이 제조 공정에 활용된다. 같은 방법을 홀로그램 필름 제작에 활용하면 한 장당 제조원가를 획기적으로 줄일 수 있다. 당초 그가 떠올렸던 엘리베이터 버튼은 세계 곳곳 어디에서나 동일한 패턴을 가져 임프린팅 기술을 사용하기 적절했다.

또 하나의 문제는 광원^光源이었다. 홀로그램의 기본 광원은 레이저. 조도를 낮추더라도 레이저 빛 자체를 사람의 시야 방향으로 비추기엔 무리가 있다.

“개인적으로 가장 자랑스러운 기술은 ‘레이저를 탈피하는 기술’이에요. 보다 안전한 광원인 LED를 사용해 홀로그램 이미지를 구현하도록 고안했죠. 레이저를 탈피한 덕분에 안전성은 물론 범용성도 확대됐어요. 일반적인 키오스크나 조명을 그대로 활용하면 되니까요.”

KEIT 실증 과제를 수행 중인 김 박사의 목표는 ‘공간 리얼 홀로그램 기술의 상용화’다. 기술의 진정한 가치는 일상에서 사용될 때 만들어진다고 믿기 때문이다.

“제가 개발한 홀로그램 기술은 공상과학 영화처럼 화려하지도 다채롭지도 않습니다. 하지만 이것이 세계 최초이고, 리얼 홀로그램 기술의 첫 일상화인 것은 분명합니다. 저는 연구자로서 공간 리얼 홀로그램을 알리고 발전 가능성을 여는 역할을 하고 있다고 생각합니다. 이런 노력이 결국에는 영화 속 멋진 공간 리얼 홀로그램 기술로 이어지리라 믿습니다. 많은 응원과 관심 부탁드립니다.”