10조분의 1초 ‘찰나’부터 그 이후까지…한 번에 찍었다

(zdnet.co.kr)

ZDNet Korea2026년 10월 2일AI 산업

도쿄대 연구팀이 10조분의 1초부터 1억분의 1초까지의 극초단기 변화를 단 한 번의 촬영으로 포착하는 '대수적 초고속 촬영법'을 개발하여, 기존 고속 카메라의 시간적 한계를 극복하고 초정밀 물리 현상 관측의 새로운 지평을 열었습니다.

이 글의 핵심 포인트

1도쿄대 연구팀, 100펨토초~10나노초 변화를 11장으로 포착하는 '대수적 초고속 촬영법' 개발
2촬영 초기에는 간격을 좁히고 시간이 흐를수록 넓히는 방식으로 기존 고속 카메라의 시간적 한계 극복
3'BRIDGE' 광학 기술을 활용해 빛의 파장별 경로 길이를 조절하여 서로 다른 시점의 영상을 한 번에 기록
4유리, 뼈, 치아 성분(하이드록시아파타이트) 등에 레이저 조사 시 발생하는 플라스마부터 충격파까지 연속 촬영 성공
5레이저 가공, 소재 구조 변화, 생체 역학적 반응 등 초고속/다중 시간 규모 현상 관측에 활용 가능

이 글에 대한 공공지능 분석

왜 중요한가?

기존 고속 카메라가 가진 '촬영 속도와 기록 시간 사이의 트레이드오프' 문제를 근본적으로 해결하여, 극도로 짧은 찰나의 변화와 그 이후의 상대적으로 긴 후속 반응을 동시에 관측할 수 있게 합니다. 이는 재현이 어려운 극한 환경의 물리 현상을 단일 실험으로 데이터화할 수 있다는 점에서 혁신적입니다.

어떤 배경과 맥락이 있나?

초고속 레이저 및 광학 계측 분야에서는 아주 짧은 찰나의 변화를 포착하기 위해 극도로 높은 프레임 레이트가 필요하지만, 이는 필연적으로 전체 관측 시간의 단축을 초래해 왔습니다. 즉, '순간을 자세히 보려면 전체 흐름을 놓치고, 전체를 보려면 순간을 놓치는' 기술적 한계가 존재했습니다.

업계에 어떤 영향을 주나?

반도체 공정, 신소재 개발, 바이오 메카닉스 등 초정밀 계측이 필요한 산업 분야에서 실험 비용과 시간을 획기적으로 줄일 수 있습니다. 특히 고밀도 시계열 데이터를 생성할 수 있어, 이를 활용한 AI 기반 물리 시뮬레이션(PINNs) 및 자동화된 결함 분석 솔루션 시장의 성장을 촉진할 것입니다.

한국 시장에 어떤 시사점이 있나?

반도체 및 디스플레이 강국인 한국의 제조 기업들에게 공정 미세화에 따른 물리적 변화 관측을 위한 차세대 계측 장비 도입의 필요성을 시사합니다. 관련 광학 센서 및 정밀 분석 소프트웨어를 개발하는 국내 테크 스타트업들에게는 새로운 데이터 소스를 활용한 분석 알고리즘 개발의 기회가 될 수 있습니다.

이 글에 대한 큐레이터 의견

이 기술은 '데이터의 밀도'를 시간 축에 따라 가변적으로 배치함으로써 정보 손실을 최소화했다는 점에서 매우 영리한 접근입니다. 특히 실험의 재현성이 낮은 극한 환경의 물리 현상을 단 한 번의 샷으로 데이터화할 수 있다는 점은, 실험 자동화 및 AI 기반 물리 시뮬레이션 분야의 데이터 확보 비용을 획기적으로 낮출 수 있는 게임 체인저가 될 것입니다.

다만, 이 기술이 상용화되기 위해서는 BRIDGE 기술과 같은 복잡한 광학계 구성의 정밀도와 구현 난이도라는 높은 진입장벽을 넘어야 합니다. 빛의 파장별 경로 차이를 정밀하게 제어해야 하므로, 범용적인 카메라 모듈로의 통합보다는 특정 연구용/산업용 장비에 국한된 고가의 특수 솔루션으로 머물 위험이 있습니다.

따라서 스타트업 창업자들은 하드웨어 자체 개발이라는 무거운 경로보다는, 이 기술로 생성된 고밀도 시계열 데이터를 해석하고 물리적 모델을 추출하는 '분석 알고리즘 및 소프트웨어' 영역에서 먼저 기회를 찾아야 합니다. 하드웨어의 특수성을 소프트웨어의 지능으로 보완하는 전략이 유효할 것입니다.

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