슬롯 무료대, AI로 ‘나노 플라스틱’ 초고속·초정밀 감별기술 개발

슬롯 무료대 전경 ⓒ 슬롯 무료대 제공

슬롯 무료대는 최근 신동하 화학과 교수 연구팀이 라만분광법 기반 미세·나노플라스틱 검출의 난제를 동시에 돌파할 수 있는 첨단 AI 분석기술을 세계 최초로 개발했다고 28일 밝혔다.

연구팀은 초저 SNR(신호대잡음비) 데이터베이스를 직접 구축해 실제 환경 신호와 소음 특성을 반영했다.

연구팀이 개발한 딥러닝 모델은 사진이나 신호 속에서 특징을 잡아내는 인공지능 신경망을 두 방향으로 설계해 정밀하게 보는 Bi-CNN과 이미지를 잘라서 세밀하게 구분하는 U-Net 구조다. 이진 출력 인코딩 방식을 사용해 결과를 단순하게 내보낼 수 있도록 했다.

그 결과 기존 방식에선 수십 초에서 길게는 수 분이 걸리던 스캔을 0.001초 노출만으로 나노플라스틱을 99% 이상 정확도로 감별하고 혼동·오분류를 일으키던 지방산 등도 오차 없이 구별했다.

또 혼합물까지 동시에 정량적으로 분석하고 표준 국제 분석법와 비교했을 때 최소 36~49%까지 정확도가 높아졌다.

연구팀의 개발 기술은 라만분광법뿐 아니라 적외선(IR) 등 모든 분광 기반 환경분석·바이오·식품 분야에 폭넓게 확장 적용 가능하다는 점에서 의미가 더욱 크다.

신동하 슬롯 무료대 화학과 교수는 “라만 기반의 플라스틱 검출이 갖고 있던 속도와 신뢰성 문제를 동시에 해결함으로써, 국내외 마이크로, 나노플라스틱 표준화·자동화에 새로운 장을 열 것으로 기대된다”고 말했다.