AI가 3D프린팅 설계도 미리 수정…오차 90% 줄였다

독일 연구팀이 인공지능(AI)을 이용해 3D 마이크로 프린팅 과정에서 발생하는 오차를 최대 90%까지 줄이는 기술을 개발했다.

29일(현지시간) 독일 카이저슬라우테른-란다우 공과대학교(RPTU)와 라이프니츠 하노버 대학교 공동 연구팀은 머신러닝 알고리즘으로 제조 편차를 예측하는 연구 결과를 발표했다. 이 연구는 국제 학술지 '빛: 첨단 제조업'(Light: Advanced Manufacturing)에 게재됐다.

펨토초 펄스 레이저를 이용하는 '직접 레이저 리소그래피'(DLW)는 100나노미터(nm) 수준의 미세한 3D 구조물을 제작할 수 있는 기술이다. 하지만 설계와 실제 출력물 간 편차가 최대 30%에 달해 정밀도를 높이는 데 어려움이 있었다.

기존에는 출력물을 보며 수동으로 설계를 반복 수정하는 방식을 사용했으나 시간과 비용이 많이 소요됐다.

연구팀은 이미지와 같은 격자형 데이터 처리에 적합한 합성곱 신경망(CNN)을 활용했다. 설계 데이터와 실제 측정 데이터 쌍으로 구성된 훈련 데이터셋을 신경망에 학습시켜 편차 발생 원리를 이해하도록 했다.

이 기술을 통해 신경망은 인쇄 전 초기 설계를 직접 보정할 수 있다. 연구팀은 특정 벤치마크 구조물에서 신경망이 편차를 최대 90%까지 줄일 수 있는 잠재력을 확인했다고 밝혔다.

현재 연구는 표면만 변조된 2.5D 구조에 적용됐으며, 연구팀은 향후 모든 제작 매개변수를 포함하는 3차원 구조로 모델을 확장하는 것을 목표로 하고 있다.