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[Career] ‘나쁜 드론’ 잡는 원스톱 제어시스템

융·복합 × DGIST ➓ 목적성 X 가능성

“드론이 일상 속에 들어올 날이 머지 않았습니다. 드론을 좋은 용도로만 쓴다면 문제가 없겠지만, 사생활 침해부터 테러까지 나쁜 용도로 사용할 가능성도 배제할 수 없지요. 이를 막기 위한 기술을 쌓아 방어체계를 완성하는 것이 목표입니다.”

문전일 DGIST 협동로봇융합연구센터장이 말했다. 문 센터장은 오대건 선임연구원 등 40여 명의 정보통신 전문가들과 함께 저고도 드론을 감지하고 제어하는 시스템을 마련하기 위한 융합연구를 하고 있다. 문센터장은 “우리 상공으로 들어오는 비행기가 허가된 것인지 또 약속된 시간에 이·착륙을 하는지 등을 제어하는 관제탑처럼, 드론의 움직임을 총체적으로 관리하는 핵심 모듈과 알고리즘을 만드는 것”이라고 설명했다.

이를 위해서는 여러 기술이 필요하다. 멀리 떠 있는 작은 비행체의 위치를 파악하는 레이더 기술, 새인지 드론인지 판별하도록 스스로 학습하는 딥러닝형 인공지능기술, 광학기반 영상처리기술, 로봇기술 등이다.


레이더 기술로 비행물체를 찾아라
현재는 오대건 선임연구원이 중심이 돼 저고도 드론을 감지하는 레이더 기술 확보에 힘을 모으고 있다.

오 선임연구원은 “구름만 떠 있는 하늘 위의 미사일보다 여러 전파가 섞인 도시에서 작은 드론을 찾는것이 훨씬 어렵다”고 말했다. 레이더 기술은 전파를 쏜 다음 해당 물체에서 반사되는 전파만을 탐지하는 것인데, 방해물이 많은 도심에서는 드론으로부터 반사된 신호를 감지하는 것이 어렵기 때문이다.

오 선임연구원팀은 듀얼 채널 초고해상도 레이더 기술로 1km 이내의 물체를 판별하는 소형 레이더 장비를 만드는 데 성공해 지난 2016년 5월 학술지 ‘미국전기전자학회 항공우주전자시스템’에 발표했다(doi:10.1109/TAES.2016.140282). 오 선임연구원은 “기존보다 세 배 이상 분해능이 좋아진 것”이라며 “앞으로 3년 안에 세계 최고 수준을 따라잡고, 넘어서겠다”고 말했다.


새인지 드론인지 밝혀 줄 인공지능이 관건
멀리서 날고 있는 새를 비행체로 착각하면 어떻게 될까. 문 센터장은 “기계와 새의 비행은 분명 차이가 있는데 현재로서는 이를 구분하는 게 가장 어렵다”며 “딥러닝 인공지능 기술이 해결책이 될 것”이라고 말했다. 수많은 종류의 새가 나는 패턴을 모두 입력하기는 어렵다. 그래서 스스로 학습할 수 있는 딥러닝 기술을 이용해 정확한 판단을 할 수 있도록 확률을 높여갈 계획이다. 오 선임연구원도 “실제 생물체로 실험을 해야 하는데 경험이 부족하다”며 “인공지능 기반의 레이더 기술을 연구해 온 미국과 협력하고, 자체적으로 새 조련사를 접촉해서 공동연구를 시도할 생각”이라고 설명했다.


문전일 DGIST 협동로봇융합연구센터장과 이 센터소속 최병길(맨 왼쪽부터), 남현수,
이영춘 연구원이 자체 개발한 레이더의 감지능력을 시험하고 있다.


 
‘삐~삐~ 위험 발생’, 최종 방어는 협동 로봇이 한다
최근 여러 병원에서 도입하고 있는 다빈치 로봇 수술기는 사람의 조종에 따라 로봇팔을 정교하게 움직이는 ‘협동 로봇’이다. 판단은 사람이 하고 로봇은 작업만 대신 수행하는 식이다. 드론 제어에도 비슷한 기술이 쓰인다. 문 센터장은 “허가되지 않은 드론이 상공에 나타나면 이를 신속하게 추적해 처리하는 협동 드론로봇으로 조치할 것”이라며 “감지부터 처리까지 모든 기술을 융합해 미래위험을 예방할 수 있는 기술을 완성하겠다”고 말했다.

 
 융합 레시피 
 
목적성 × 가능성​

명확한 목적과 가능성으로 똘똘 뭉친 드림팀. 문전일 센터장은 “각 분야에서 최고의 기술들이 만나 미래 환경에 대처하자는 확고한 목적이 융합의 원동력”이라고 강조했다. 40여 명의 연구원은 분기별로 만나 방향을 조율한다. 오대건 연구원은 “‘이게 성공한다면 어떻게 될까’라는 기대를 품고 노력하고 있다”고 말했다. 문 센터장은 “구성원 모두가 중요한 비중을 담당하고 있다”며 “각자의 기술을 최고 수준으로 끌어올린 다음 하나로 모으면, 분명 결실이 있을 것”이라고 자신했다.
글 : 김진호 과학동아
이미지 출처 : 남승준

과학동아 2017년 05월호