대구경북과학기술원(DGIST) , 3km 이격 초소형 드론 추적 ‘AI 레이더’ 개발/ EU의 폐광에서 광물 찾는 로봇 개발 프로젝트 VIDEO: Underwater robot made to map and search abandoned mines

대구경북과학기술원(DGIST) , 3km 이격 초소형 드론 추적 ‘AI 레이더’ 개발

캘리포니아주립대와 공동 연구

성능 전 세계에서 독보적

    대구경북과학기술원(DGIST) 협동로봇융합연구센터 오대건 선임연구원 연구팀이 캘리포니아주립대 김영욱 교수 연구팀과 함께 3㎞ 이상 떨어진 초소형 드론도 식별할 수 있는 ‘드론 탐지 레이더 시스템’을 개발했다고 밝혔다.

지난 2014년 파주에서 북한군의 드론이 발견되면서, 국방부는 해외 기술을 바탕으로 한 드론 탐지 레이더를 도입하였다. 지난해부터는 ‘드론 부대’를 창설하여 관련 인력을 양성하는 등 드론을 활용한 전투체계 구축에 박차를 가하고 있다. 다만, 아직까지 국내 레이더 탐지 관련 기술력이 미흡하여 레이더 시스템은 대부분 해외에서 도입하고 있으며, 이스라엘 라다(RADA)사와 영국 브라이터(Blighter)사의 드론 탐지 레이더가 대표적이다. 특히 라다사의 레이더 성능은 전 세계에서 독보적으로 최대 3㎞ 이상 떨어진 드론을 탐지 가능하다.

DGIST 연구팀은 2016년 국내 최초로 200m 이상 탐지 가능한 레이더 시스템을 자체 개발한 데 이어, 이번에는 순수 국내 기술로 3km 이상 떨어져 비행하는 초소형 팬텀 드론(55cmx55cmx40cm)을 알아차리는 ‘드론 탐지 레이더 시스템’을 개발하였다.

연구팀은 최대 탐지 거리 향상을 위한 능동위상배열(AESA) 레이더 기술과 드론의 정확한 위치추정을 위한 초고해상도 레이더 신호처리 기술을 접목하여, 3km 이상 떨어진 드론을 탐지하는데 성공했다. 또한, 연구팀은 차세대 딥러닝 AI 알고리즘으로 주목받는 ‘생성적 적대 신경망(GANs: Generative Adversarial Networks)’ 기반 레이더 인지 기술을 개발하여 식별율 향상을 기대 중이다. 인공지능은 학습 데이터가 많을수록 인식률이 높아지는데, 이 알고리즘으로는 적은 양의 데이터만 가지고 이동하는 표적을 쉽게 식별할 수 있다.

더불어 개발 과정에서 레이더 시스템 내부의 송신부, 수신부, 안테나, 신호처리플랫폼 등 하드웨어 부품들을 100% 국내 중소기업들과 공동 개발하여, 기술 자립의 가능성을 한층 앞당겼다.

오대건 선임연구원은 “이번 연구성과는 국내업체들과의 긴밀한 협력과 독자적인 레이더 신호처리 알고리즘 개발에 집중한 결과”라며 “시장의 판도를 바꿔 세계시장에서 국내 레이더 기술의 위상을 높일 수 있도록 더욱 노력하겠다”고 언급했다.

이번 연구는 2017년부터 과학기술정보통신부 대구경북과학기술원 연구운영비의 지원에 의해 미 캘리포니아 주립대 김영욱 교수 연구팀과의 공동 연구로 진행된 것이며, 이번 연구성과의 AI레이더 식별기술 부분은 레이더분야 세계적 학술지 'IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters'에 게재되었다.

정원영  robot3@irobotnews.com 로봇신문사

EU의 폐광에서 광물 찾는 로봇 개발 프로젝트 

UX-1 로보틱 익스플로러, 폐광에 투입

   영화 ‘프로메테우스(Prometheus)’의 팬이라면 외계인 구조물로 보내진, 자발적으로 비행하며 내부 3D 지도를 만드는 탐사선을 떠올릴 것이다.

'뉴아틀라스'에 따르면 폐광의 침수된 터널을 3D매핑해 매장된 광물을 탐색하는 로봇 프로젝트가 진행되고 있다. EU가 공동으로 추진하고 있는 'UNEXMI' 프로젝트다.

UNEXMI 프로젝트로 개발된 구형(sphere)의 UX-1 로보틱 익스플로러(Robotic Explorer)에는 디지털 카메라 5대와 회전 레이저 라인 프로젝터가 장착돼 유럽 광산 터널의 3차원 지도를 자동으로 헤엄쳐 생성할 수 있다.한번 충전으로 최대 5시간의 런타임에 적합한 리튬 배터리로 구동되는 오목한 추진기가 있다.

The UX-1's aluminum hull is approximately 0.65 m (2 ft) in diameter (Credit: UNEXMI)

Underwater robot made to map and search abandoned mines Ben Coxworth July 9th, 2019 Fans of the movie Prometheus will recall the probes that were sent into the alien structure, autonomously flying through it to create a 3D map of its interior. Well, something kind of similar is now in development, in the form of an underwater robot that maps the flooded tunnels of abandoned mines. Created via the European Union UNEXMI project, the spherical UX-1 Robotic Explorer is equipped with five digital cameras and rotating laser line projectors, which it will use to produce three-dimensional maps of European mine tunnels as it autonomously "swims" through them. Propulsion is provided by recessed thrusters, powered by a lithium battery that should ultimately be good for up to five hours of runtime per charge. Many of the mines were abandoned not because they ran out of minerals, but instead due to technological or economical challenges that may now be surmountable. With that in mind, the robot is also equipped with a multispectral camera, a gamma radiation detector, and a water sampling system, all of which it will use to search for remaining mineral deposits. If substantial deposits are found, the mine could conceivably be pumped out and reopened. View Full Text https://newatlas.com/underwater-mine-exploring-robot/60475/

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사실 많은 광산들이 폐기된 것은 광물이 부족해서가 아니라 극복하기 힘든 기술적 혹은 경제적인 어려움 때문이다. 이를 염두에 두고 로봇에는 다중 스펙트럼 카메라와 감마선 검출기, 물 샘플링 시스템이 갖춰져 있으며 이들 모두 광물 매장지를 탐색하는 데 사용된다. 만약 상당한 매장량이 발견된다면 그 광산은 아마도 개발되고 다시 열릴 것이다.

일부 광산은 100년 가까이 버려져 지하수가 자연적으로 스며들어 채워졌기 때문에 이전에 터널로 만들어졌던 지도는 더 이상 정확하지 않을 수 있다. 예전 맵은 동굴 내부와 같은 특징을 나타내지 않는다. 이같은 상황에서 잠수부들을 터널 내부에 투입하는 것이 매우 위험한데 반해 물을 퍼내고 광물을 찾는 것은 그리 효과적이지 않다.

UX-1은 핀란드, 슬로베니아, 포르투갈, 영국에 위치한 광산들에서 이미 시험되었다. 그렇기는 하지만 유럽 전역에 걸쳐 약 3만 개의 폐쇄된 광산을 탐사하기 전에 해결해야 할 과제가 있다.

스페인의 자동화 및 로봇공학 센터 클라우디오 로시(Claudio Rossi) 교수는 "기술적인 관점에서 볼 때 이 프로젝트는 세 가지 주요 과제에 직면해 있다”며 “첫 번째 도전은 실제 수중 환경(500m)에서 작업할 수 있는 로봇을 만드는 것, 두번째는 외부와의 통신이 없기 때문에 알려지지 않은 환경에서 자율 항해를 달성하는 것, 그리고 마지막으로 지구물리학적 정보를 평가하기 위한 임시 과학 계측을 개발하는 것”이라고 말했다.

침수된 영국 광산 내에서 원격 제어되는 로봇의 현장 테스트는 아래 영상에서 볼 수 있다.

김지영  robot3@irobotnews.com 로봇신문사

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