▲ (왼쪽부터 양정기 연구원, 최의환 연구원, 이수전 책임연구원)

ETRI 연구진이 분산 다중 드론 시뮬레이션 기술을 이용해 연구를 진행하고 있는 모습 (사진. ETRI)

한국전자통신연구원(이하 ETRI)은 가상공간에서 안전하고 빠르게 다양한 드론 연구를 할 수 있는 ‘고정밀 분산 드론 시뮬레이션’ 기술을 개발했다고 12월 9일(목)에 밝혔다.

드론을 사용하는 연구는 특성상 고장, 추락 등으로 인적, 물질적 피해가 나타날 수 있어 위험하고 비용도 많이 든다. 특히, AI 기반 임무 지능화를 위해서는 반복·강화학습으로 신경망을 고도화해야 하는데 실증 실험만으로는 충분히 필요한 시간을 확보하기 어렵다.

이런 비효율을 극복하기 위해서는 드론 동작을 미리 시험할 수 있는 시뮬레이터 기술이 필요했으나 드론, 센서, 비행환경 등 물리적 특성 등은 기존 시뮬레이터에 정밀하게 반영하지 못했다.

ETRI는 세계 최초로 대규모 단위 드론들로 다양한 임무를 수행하는 과정을 시험해볼 수 있는 시뮬레이터와 지상에서 드론을 쉽게 제어하고 모니터링할 수 있는 SW를 개발했다.
이 부분에서 시뮬레이터는 실제 드론의 특성을 정밀하게 반영한 아바타 드론을 나타나게 할 수 있다. 또한, 시뮬레이터에 가상 드론, 장애물 등 환경을 설정해두면 현실에는 아무것도 없어도 실제 드론이 이를 피해가거나 상호작용하는 상황을 시험해볼 수 있다.

해당 기술을 검증하기 위해 서버급 컴퓨터와 노트북 등 여러 기종을 연결하고 여기에 가상 드론 100대를 동시에 구동하는 시연을 했다. 또한, 무거운 물체를 줄로 연결해 여러 가상 드론이 협업하며 운송하는 상황에서 발생하는 물리적 현상을 정밀하게 재현하는 데도 성공했다.

▲ ETRI 연구진이 드론 시뮬레이터 상에서 강화학습한 심층신경망을 실제 드론에 탑재하여 자율비행 시험을 수행하는 모습 (사진. ETRI)

또한, 시뮬레이션 공간에서 수십만 번 반복해 학습한 자율비행용 심층 신경망을 실제 드론에 탑재해 목적지까지 장애물을 회피하며 비행하는 기술 검증을 완료했다.

ETRI는 ▲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 등 드론 시뮬레이션 기술 및  활용 기술이 핵심이라고 밝혔다.

ETRI 무인이동체연구실 이수전 책임연구원은“본 기술이 다중 드론 임무와 서비스 개발을 가속하여 드론 산업계에서 불가능으로 여겨온 규모의 경제를 현실로 만드는 데 도움이 되기를 바란다.”라고 말했다.

그리고 후 연구진은 기술들의 성능을 고도화하고 안정화 작업을 하는 한편, 보유한 기술을 군, 학계, 산업계 등에서 요구하는 드론 응용 사항들과 연계하기 위해 노력할 계획이다.