신규사업 소개

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무인이동체 원천기술 개발사업

 

 

 “자율지능 연구단 총괄” 과제는 과학기술정보통신부 2020년도 무인이동체 원천기술개발사업 신규과제에서 선정된 과제이다. 2020년 5월부너 2027년 3월까지 총 사업기간 7년 동안 약 105억원의 정부출연금이 달하는 차세대 무인이동체의 자율적 운용과 임무수행을 위한 원천기술 확보를 위한 핵심 과제이다. 과제 총괄 책임자는 KAIST 항공우주공학과의 부교수인 최한림 교수이며, 국내 무인이동체 관련 전문가들이 모여 연구팀을 구성하였다 (한국과학기술원, 인하대학교, 충남대학교, 한국항공우주연구원).

 

 현재 무인이동체 산업은 특정 목적의 육상/해상/공중 플랫폼 개발을 위주로 형성되어 있으나, 점차 다양한 분야에서 복합적인 임무 수행 수요가 증가 중이다. 활용 분야의 측면에서는 1차산업, 운송 등 분야에서 공공 서비스, 국토 및 인프라 관리, 환경 분야, 미래 국방 등 다양한 분야로 확장 중이며, 이에 따른 임무 요구가 복잡해지고 있다. 하지만 현재 대부분 시계 범위 내에서 원격 조종자가 상황을 판단하여 임무를 수행 중이기 때문에 극한 환경이나 급격한 임무 상황 변화에 대응하기 어려운 운용 방식을 기반으로 하고 있다.

 

 그렇기 때문에 무인이동체의 활용 분야 다양화와, 임무요구 복잡화 추세에 따라, 그 운용 효율성, 경제성, 안전성을 향상시키기 위한 자율지능 기술의 연구개발이 필요해졌다. 운용 효율성 향상 측면에서 자율지능 기술은 상황 인식, 자가 운영과 같이 임무 범위를 획기적으로 확장시킬 수 있으며 자율지능 기술 도입을 통해 무인이동체 조종 인력을 상당 수준 감축하여 임무 수행 소요 비용을 절감할 수 있다. 또한 자율지능 기술 적용으로 인간의 무인이동체 운용 개입 필요성이 크게 줄어들어 사람에 의한 사고를 방지해 안전성을 높일 수 있다는 장점이 있다.

 

 본 과제에서는 무인이동체의 자율지능 수준을 인간 감독 (Level 4) 까지 향상시키기 위하여, 4가지 측면에서 목표치를 정하고 그 이상의 달성을 선도하는 A4 자율지능 연구단 (A4 Vehicle Autonomy & Intelligence Research Group)을 제안했다. 연구단이 제시한 측면은 이종성, 불확실성, 건전성 및 신뢰성, 확장성 및 실현가능성이며 이를 위해 임무 계획 기술, 자율 유도제어 기술, 고장대응/건전성 진단 기술, 자율 협력 시스템 운용 기술에서의 혁신을 목표로 하였다.

 

A4 자율지능 연구단 개념도

 

 이를 위해 해당 연구단은 네 개의 세부과제로 나뉘어 효율적인 연구개발을 진행할 계획이다. 무인이동체 자율 임무 계획 기술개발을 위해서는 무인이동체가 임무 특성, 환경을 분석하여 실시간으로 임무 계획과 스케줄을 수립하고, 상황 변화에 지능적으로 대처하는 기술을 개발하는 것을, 무인이동체 자율 유도제어 기술개발을 위해서는 무인이동체가 상태와 주변상황을 파악, 할당 임무를 성공적으로 수행하는데 필요한 운용 전략과 유도제어 로직을 능동적으로 변경, 환경변화에 대처하는 기술을 개발하는 것을 목표로 하고 있다. 또한 무인이동체 고장대응 및 건전성 진단 기술 개발을 위해서는 각종 무인이동체 운용 데이터를 활용하여 탑재 장비/부품의 상태를 분석해 정상 작동 여부를 판단하고, 고장을 극복하여 임무를 완수하는 것을, 무인이동체 통합 자율 지능 협업 시스템 기술 개발을 위해서는 자율지능 핵심 알고리즘을 통합된 가상환경 및 실기체기반 자율 협업 테스트베드에서 적용 검증함으로써 알고리즘 실현가능성/확장성을 확보하고 알고리즘 간의 연계성을 체계적으로 검증하는 것을 목표로 하고 있다.

 

 해당 연구를 통해 확보될 자율 임무계획, 자율 유도제어, 자가 고장진단 및 대응, 확장성 검증 테스트베드 관련 무인이동체 자율지능 핵심 기술은 무인이동체 기반의 신산업 분야, 로보틱스, 미래수송 시스템에 활용가능하다. 본 연구단은 육해공 다양한 운용환경에서의 플랫폼 기술 향상과 자율지능 분야 전문인력 양성을 통해 4차산업혁명 핵심기술로써 대체불가능한 기술적, 경제/산업적 효과를 가져올것이라 기대하고 있다.

 

 

 

 

 

원문                 고효상 [kohs1314@kaist.ac.kr]

편집                      김경환 [fddcd@kaist.ac.kr]