자율주행용 센서 위한 전자식 자가세정 유리 개발

과학기술정보통신부와 한국연구재단의 이달의 과학기술인 11월 수상자로 선정된 정상국 명지대 교수./과기정통부

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 11월 수상자로 정상국 명지대 기계공학과 교수를 선정했다고 1일 밝혔다.

'이달의 과학기술인상'은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1000만 원을 수여하는 상이다.

과기정통부와 연구재단은 정상국 교수가 자율주행 자동차의 광학센서에 묻은 오염물을 효과적으로 제거하는 전자식 자가세정 유리를 개발해 미래 산업 발전과 국민의 삶의 질 향상에 기여한 공로를 높이 평가했다고 설명했다.

자율주행 자동차에 장착된 카메라나 라이다 센서와 같은 광학센서는 자동차의 '눈' 역할을 수행하는 핵심부품이다. 하지만 차량은 다양한 외부환경에서 구동하기 때문에 광학센서 표면에 빗물, 서리, 눈, 기름과 같은 오염물이 발생하면 광학센서가 수집한 정보를 기반으로 구동하는 차량의 전자장치 시스템에 오류가 발생할 수 있다.

기존 광학센서용 세정기술은 와이퍼와 같은 기계식 유체분사장치와 발열 전극층을 이용한 발열필름이 있다. 기계식 방식은 노즐, 세척액, 와이퍼, 구동모터 등 크고 무거운 구동부가 필요해 소형화가 어렵고, 발열 필름은 발열 시 소모전력이 크고 구동속도가 느려 빗물 등의 실시간 세정이 불가능하다.

정 교수는 전기습윤 원리를 응용해 차량 주행 중 광학센서 표면에 발생한 오염물을 효율적으로 제거하는 전자식 자가세정 유리를 개발했다. 전자식 자가세정 유리는 패턴이 새겨진 투명 전극을 소수성 절연막으로 코팅한 간단한 구조지만, 전기적 진동을 이용해 오염물을 빠르게 제거할 수 있다. 또 구동장치가 필요 없어 소형화가 용이하고 내구성이 우수하며 낮은 소모전력과 빠른 세정 속도, 높은 세정 효율이 장점이다.

정 교수의 연구결과는 2016년 IEEE 국제학회(MEMS)와 2017년 2월 국제학술지 센서와 액추에이터 B(Sensors and Actuators B)에 발표됐으며, 관련기술로 40건 이상의 국내외 특허가 출원 및 등록됐다.

한편, 정 교수는 ㈜마이크로시스템을 창업, 차량 및 자율주행용 카메라뿐만 아니라 영상감시 카메라, 차량 전면 및 건축용 유리 등 다양한 산업분야에서 자가세정 기술의 상용화를 추진하고 있다. 본 기술이 적용된 감시 카메라는 미국 가전 박람회 CES2023에서 최고 혁신상을 수상한 바 있다.

정 교수는 "이번 연구는 센서 표면의 액체를 전기적으로 제어하는 창의적 원천기술을 상용화한데 의의가 있다"며 "앞으로도 꾸준한 연구개발을 통해 안전하고 편리한 자율주행과 스마트시티 환경 조성의 기반을 제공하고 악천후와 같은 공공의 현안 해결에 기여하겠다"고 소감을 밝혔다.

11월 과학기술인상 수상자로 선정된 정상국 명지대 교수가 개발한 자율주행용 센서를 위한 전자식 자가세정 유리 개념 설명도./과기정통부