▲ ETRI 연구진이 분산 다중 드론 시뮬레이션 기술을 이용해 연구를 진행하고 있는 모습.

국내 연구진이 세계 최초로 가상공간에서 드론(무인비행기) 여러 대가 상호작용하며 다양한 임무를 수행할 수 있는지를 시험할 수 있는 기술을 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 가상공간에서 안전하고 빠르게 다양한 드론 연구를 할 수 있는 '고정밀 분산 드론 시뮬레이션' 기술을 개발했다고 9일 밝혔다.

드론을 사용하는 연구는 특성상 고장이나 추락 등으로 인·물적 피해가 나타날 수 있고 인공지능(AI) 기반 드론 지능화를 위해서는 반복·강화학습으로 신경망을 고도화해야 하는 실험이 진행돼야 한다.

따라서 드론 동작을 미리 시험할 수 있는 시뮬레이터 기술이 꼭 필요하지만 기존 시뮬레이터는 단순한 임무만을 수행하거나 많은 드론을 동시에 시험할 수 없었다.

이번에 ETRI는 대규모 단위 드론들로 다양한 임무를 수행하는 과정을 시험해볼 수 있는 시뮬레이터와 지상에서 드론을 쉽게 제어하고 모니터링할 수 있는 소프트웨어(SW)를 처음으로 개발했다.

이 기술을 활용하면 실제 실험환경으로는 구현하기 어려운 상황을 다양하게 재현, 시험할 수 있어 지능화된 드론을 만들 수 있다.

시뮬레이터에는 실제 드론의 특성을 정밀하게 반영한 아바타 드론, 가상 드론, 장애물 등의 환경이 설정돼 있어 실제 드론이 이를 피해가거나 상호작용하는 상황을 시험해볼 수 있다. 높은 성능이 필요한 기능도 안전하면서도 신속한 시험이 가능하다.

또 시뮬레티어 기술 검증에 나서 서버급 컴퓨터, 노트북 등 여러 기종을 연결하고 가상 드론 100대를 동시에 구동하는 시연을 진행했고 무거운 물체를 줄로 연결해 여러 가상 드론이 협업하며 운송하는 과정에서 발생하는 물리적 현상도 정밀하게 재현하는 데 성공했다.

특히 시뮬레이션 공간에서 수십만 번 반복해 학습한 자율비행용 심층신경망을 실제 드론에 탑재해 목적지까지 장애물을 회피하며 비행하는 기술검증을 완료했다.

이번 기술의 핵심은 ▲분산 다중 드론 시뮬레이션 기술 ▲고정밀 객체 모델링 기술 ▲드론 물리엔진 기술 ▲시뮬레이션 강화학습 기반 드론 자율비행 기술 ▲다중 드론 지상 제어 기술 ▲실제 드론과 아바타 드론 간 동기화 기술 등이다.

향후 연구진은 기술이전도 추진하고 실제-가상 공간을 유기적으로 연동해 실제-아바타 드론을 동기화하는 '드론 CPS(Cyber-Physical System)' 기술을 개발키 위한 기술고도화 및 안정화 연구를 이어갈 예정이다.

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