[투데이에너지 박명종 기자]
벨기에 루뱅 대학교 연구팀이 기계와 전자 부품을 동시에 최적화하는 새로운 인공지능(AI) 기반 플랫폼을 개발하여 미세전자기계시스템(MEMS) 설계에 혁신을 가져왔다. 이 기술은 유전 알고리즘과 자유형 기하 구조를 결합하여 전체 성능을 195% 향상시키는 성과를 거두며 차세대 센서 개발을 가속할 전망이다.
전통적인 MEMS 설계는 기계와 전자 분야를 분리하여 개발했기 때문에 성능에 타협이 따르고 개발 과정이 복잡했다. 특히 장치가 고도화될수록 이러한 단절된 방식은 정밀도와 효율성 확보에 한계를 보여왔다.
루뱅 대학교 첸 왕 박사가 이끄는 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 유전 알고리즘을 활용, 기계 구조와 전자 회로를 통합적으로 최적화하는 프레임워크를 구축했다. 이 플랫폼은 자유로운 형태의 구조 설계를 가능하게 하여 설계 유연성을 극대화했다.
실제 MEMS 가속도계에 이 기술을 적용한 결과, 감도는 276% 증가했으며 비선형성은 60% 이상 감소하는 등 주요 성능 지표가 크게 향상되었다. 또한, 전체 설계 과정이 일반 노트북에서 단 24시간 만에 완료되어 개발 효율성을 입증했다.
연구를 이끈 첸 왕 박사는 "기계와 전자를 단일 루프로 통합 최적화함으로써 이전에는 불가능했던 성능 향상을 달성했다"고 밝혔다. 이 플랫폼은 가속도계 외에도 압전 변환기, RF 필터 등 다양한 고성능 마이크로시스템 설계에 적용될 수 있다.
이번 연구는 MEMS 개발 자동화를 향한 중추적 전환점으로, 웨어러블 헬스케어, 자율주행 시스템 등 첨단 산업에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다.