GIST, 국가안보 위한 3차원 라이다 및 표적인식‧피아식별 AI 개발 나서… 최첨단 국방과학기술 역량 집중

- GIST 등 9개 산학연 ‘통신/GPS 음영 환경에서의 자율임무 수행용 초소형 지능형 드론 개발’  과제 선정… 2028년까지 5년간 244억 원 지원받아

- 6개 분야(초소형 드론, 전고체 전지, 3D 라이다, SLAM, 인공지능, 자율비행)  공동 연구 수행… GIST는 3D 라이다 및 인공지능 기술 연구에 집중

[그림] 초소형 지능형 드론 운용 개념도: 통신/GPS 활용이 불가한 벙커화된 내부에서 적 세력의 상황 파악과 정보획득을 위한 정찰 및 구조‧구난자 탐색 등의 특수임무 수행을 위한 드론 구성 핵심부품 및 운영 개념도 (사진출처: 과제 연구개발계획서)

□ 광주과학기술원(GIST)이 국가 안보를 위한 소형/경량/저전력 3차원 라이다(LiDAR)와 인공지능(AI) 기반 표적인식 및 피아식별 SW 기술 개발에 나섰다.

 

∘ GIST 미래국방과학기술연구센터(센터장 박기환, 기계공학부 교수)는 산업통상자원부와 방위사업청이 공동 투자해 추진하는 국방과학연구소 민군협력진흥원 민‧군겸용기술개발사업인 ‘통신/GPS 음영 환경에서의 자율임무 수행용 초소형 지능형 드론 개발' 과제에 선정됐다고 밝혔다.

□ 주관 연구기관인 ㈜풍산을 포함해 9개 산학연 기관이 공동으로 연구개발을 수행하는 ‘풍산 컨소시엄’*은 5년간(2023.11.-2028.10.) 정부예산 244억 원을 지원받아 ▴초소형 지능형 드론 ▴고분자 전고체 전지

▴초소형/경량/저전력 3차원 라이다(LiDAR) ▴라이다/영상기반 위치 파악(SLAM) ▴인공지능(AI) 기반 표적인식 및 피아식별 SW 기술 ▴레벨 4수준(고도 자동화 단계)*의 자율비행 등 6개 분야에 대해 연구개발과 모의 및 실제 환경에서 입증하는 것을 목표로 한다.

 

∘ 이를 위해 GIST는 작년 7월 ㈜풍산과 컨소시엄 구축을 마치고, 12월에는 국방과학연구소 민군협력진흥원과 협약을 체결했다.

 

* 풍산 컨소시엄에 참여하는 9개 산학연 기관(5개 대학, 3개 기업, 1개 출연연): GIST, DGIST, UNIST, 연세대, 부경대, ㈜풍산, ㈜UBATT, ㈜A2mind, KETI

 

* 레벨 4: [자율주행 기술] 레벨 0부터 레벨 5까지 6단계로 나뉜다. 레벨 4 이상이 GPS/통신 신호 없는 미지의 공간에서 이동체(드론) 스스로 대처 가능한 완전자율주행 단계이다.

 

□ 해당 기술은 아직 국내외적으로 소개된 적 없는 최첨단 고난이도 수준으로, 특히 이 중 ▴초소형/경량/저전력 3차원 라이다 ▴AI 기반 표적인식 및 피아식별 SW 등 2개 분야를 GIST(기관연구책임자: 기계공학부 박기환 교수)와 라이다 전문 기업이 수탁하여 5년간 약 72억 원의 정부 예산을 지원받아 개발할 예정이다.

 

□ 이를 위해 박기환 교수 연구팀(참여교수: 이선규, 이기훈)은 센서 및 액츄에이터 실험실(지도교수: 박기환) 졸업생 중심으로 2016년 창업한 세계적 수준의 라이다 센서 전문기업과 함께 본 과제의 핵심 센서인 ▴무기계(No-mechanical scanner) 반도체(Solid-state) 기반 초소형‧경량‧저전력 3차원 라이다 기술 그리고 ▴낮은 광량과 열악한 환경 상황에서 정확하고 빠른 신호 획득을 위한 디지털 신호처리 알고리즘 기술 ▴라이다 발열 저감 기술 등 연구에 나선다.

 

∘ 박 교수 연구팀은 최종적으로 맵 기반 3차원 위치 파악(SLAM)과 동적/정적 장애물 탐지/회피를 위해 측정 거리 30m 이상과 충분한 각도 분해능(0.65도×0.65도 이하)을 갖는 3차원 라이다를 개발할 계획이다.

 

□ 또한 융합기술학제학부 이규빈 교수 연구팀(참여교수: 김문상)은 열악한 환경에서도 강인한 상황인지 기술과 시각화/사용자 인터페이스(UI) 기술 개발을 통해 실내 벙커 및 재난 현장에서 발생하는 저조도, 연기, 화재 등으로 인한 EO/IR(광학/적외선) 영상 열화를 개선함으로써 ▴표적 상태를 인식하고 피아를 식별하는 AI 기술 ▴맵 정보 및 표적 유형/위치를 시각화하는 기술과 ▴운용의 편의성을 고려한 UI 기술 개발을 목표로 연구에 전념하고 있다.

 

□ GIST 연구책임자인 박기환 미래국방과학기술연구센터장는 “이번 과제를 통해 GIST를 포함한 산학연이 육군과 함께 민‧군 연구협력의 혁신적 모범사례를 제시함으로써 국가안보를 위한 과학기술의 책임과 역할을 더욱 확장하는 계기가 되기를 기대한다”고 말했다.

 

□ 한편, GIST 미래국방과학기술연구센터는 2018년 12월 육군 보병학교와 업무협약을 기반으로 2019년 7월에 개소한 GIST-육군 협력연구센터로서 국방 분야는 물론 민간 분야에도 함께 활용할 수 있는 민‧군겸용기술 영역의 다양한 과제 기획을 위해 지속적으로 육군과 협력해 왔다.

 

∘ GIST는 이를 바탕으로 ▴로봇‧모빌리티와 AI 분야 공동 기술기획 및 연구협력 ▴국방과학기술 분야 인력양성 교육 수행 ▴학술 및 전투발전세미나 ▴연구자료 발간 협력 ▴기술 및 전문 연구인력 교류 등을 확대하고 더욱 긴밀하게 추진하기 위해 지난 11월 육군 상무대(보병학교, 기계화학교, 포병학교, 공병학교, 화생방학교)와 ‘국방혁신 4.0에 기반한 광주‧전남 AI과학기술강군 육성을 위한 업무협약(MoU)’을 체결한 바 있다.