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실종자 수색 돕는 드론 자율비행 기술의 등장자율비행연구실 차지훈 실장★

산악 지형이나 울창한 숲속은 GPS 신호가 닿지 않아 기존 드론 기술로는 실종자를 수색하는 데 큰 어려움이 따르는 장소입니다. 가림막이 많은 지형적 특성 때문에 수색 경찰들의 고충이 매우 컸으며, 이를 해결하기 위해 2017년부터 드론에 자율성과 지능을 부여하는 소프트웨어 중심의 연구가 본격적으로 시작되었습니다. 특히 GPS를 사용할 수 없는 비정형 환경에서도 드론이 스스로 판단하고 비행하며 임무를 수행할 수 있도록 하는 것이 이 기술의 핵심 목표입니다. 복잡한 환경에서 드론이 자신의 위치를 파악하고 지도를 그리기 위해 사용되는 핵심 기술은 바로 SLAM(슬램)입니다. 숲속과 같은 미지의 공간에서 드론이 안전하게 비행하기 위해서는 일반적인 환경보다 훨씬 고도화된 정밀함이 요구됩니다. 드론은 라이다(LiDAR) 센서를 통해 레이저 펄스를 발사하고 반사된 빛을 분석하여 주변 환경을 3차원 포인트 클라우드 형태의 고해상도 지도로 변환합니다. 여기에 IMU(관성 측정 장치)가 드론의 정보를 보조적으로 제공함으로써 정교한 위치 추정이 가능해집니다. 정확한 위치 추정과 지도 작성이 완료된 후에는 목적지까지 효율적으로 이동하기 위한 경로 계획 단계가 이어집니다. 경로 계획은 임무의 특성에 따라 달라지는데, 예를 들어 동굴 탐사는 한정된 통로에서 최적의 길을 찾는 데 집중한다면, 숲속 수색은 비어 있는 모든 공간을 잠재적 경로로 간주하고 탐색해야 합니다. 따라서 드론은 다음에 어느 방향으로 이동해야 더 많은 미지의 공간을 확보할 수 있을지를 실시간으로 판단하며 비행 궤적을 생성하여 숲의 빈틈을 꼼꼼하게 수색합니다. 이러한 기술적 성취 뒤에는 우수한 연구 인력들의 끊임없는 노력이 있었습니다. 국내 드론 연구가 본격화된 시점이 비교적 늦었음에도 불구하고, ETRI는 2017년부터 소수의 인원으로 시작해 현재 15명의 전문가가 합심하여 연구 개발에 속도를 내고 있습니다. 무엇보다 인력 확보가 가장 큰 과제였으나 매년 전문성을 갖춘 인재들을 보강하며 시스템의 완성도를 높여왔습니다. 현재는 임무 계획부터 자율비행까지 전 과정을 자동화한 엔드투엔드 시스템을 구축하여 세계적인 기술 자부심을 갖추게 되었습니다. 연구팀은 2026년까지 현장 수색 담당 경찰과 전문가들이 참여하는 두 차례의 실증 과정을 거칠 예정입니다. 이 과정에서 실무 투입에 적격하다는 판정을 받으면 2027년부터 본격적인 시범 도입과 상용화가 이루어질 것으로 전망됩니다. 앞으로의 연구 방향은 더 복잡한 환경에서도 드론이 생명체처럼 부드럽고 유연하게 비행하며 임무를 완수할 수 있도록 기술을 고도화하는 데 있습니다. 무엇보다 이 기술이 국민의 생명과 안전을 지키는 공공의 임무에 기여하여 사회적 가치를 실현하는 것이 궁극적인 지향점입니다.

실종자 수색 돕는 드론 자율비행 기술의 등장자율비행연구실 차지훈 실장★
한국전자통신연구원ETRI 테크놀로지 리포트
  • 융합
  • 공학·기술

2023 ETRI Technology Report 5 Safety and Digital Twin Technology (Baek Myung Sun)

한국전자통신연구원(ETRI) 과학치안공공ICT연구센터는 '5,000만 국민의 무료 안심 보험'이라는 슬로건 아래 국민의 소중한 생명을 보호하는 다양한 기술을 연구하고 개발하고 있습니다. 이곳에서는 경찰이나 소방 등 긴급 구조 분야는 물론이고 교통, 철도와 같은 국가 공공 인프라의 안전을 위해 최신 ICT 기술을 적극적으로 접목한 해결책을 제시합니다. 위험 상황을 조기에 감지하고 분석하여 경찰관과 소방관 등 현장 요원들에게 맞춤형 대응책을 실시간으로 지원하는 연구 성과는 이미 '국가연구개발 우수성과 100선' 선정 및 '국무총리상' 수상을 통해 그 기술적 가치와 공로를 널리 입증받은 바 있습니다. 긴급 구조 분야에서는 특히 경찰의 112 신고 접수와 수사 과정을 혁신적으로 개선하는 지능형 기술이 돋보입니다. 기존에는 사건이 접수되었을 때 현장 경찰관들의 개인적인 기지와 통찰력에 상당 부분 의지해야 했지만, 이제는 AI 데이터 분석과 의사 결정 지원을 통해 사건을 훨씬 더 깊이 있고 빠르게 조사할 수 있게 되었습니다. 신고된 내용의 위험성을 자동으로 판별하고 과거의 수사 데이터에 기반해 범죄 유형과 위험도를 수치로 예측해 주는 이 기술은 '차세대 112 신고 접수 시스템'에 탑재되어 시범 운영 중이며, 수사의 효율성을 극대화하고 피해자를 조기에 보호하는 데 핵심적인 역할을 수행합니다. 소방 및 재난 대응 분야에서도 119 신고 빅데이터를 기반으로 한 지능형 상황 인지 대응 기술이 매우 중요한 역할을 수행하고 있습니다. AI가 신고자의 음성 통화 내용을 실시간으로 인식해 문자로 변환하고, 그중 핵심적인 단어를 스스로 인지하여 적합한 소방 출동대를 자동으로 편성하고 대처 방법을 안내하는 방식입니다. 이 기술의 도입을 통해 음성 인식 정확도는 86% 이상을 달성하였으며, 신고 접수부터 실제 출동 지령이 내려지기까지 소요되는 시간을 기존 45초에서 30초로 약 34%나 단축하는 획기적인 성과를 거두었습니다. 이러한 기술적 진보는 긴박한 재난 현장에서 골든타임을 확보하는 데 결정적인 기여를 합니다. 향후 연구의 방향은 기존 긴급 구조의 고도화뿐만 아니라 사이버 범죄와 디지털 성범죄 예방 등 새롭게 부상하는 사회적 위협으로까지 광범위하게 확장되고 있습니다. 온라인상에서 발생하는 피싱 사기나 가상 세계에서의 범죄 분석을 위해 연구 역량을 집중하고 있으며, 도로와 철도를 넘어 공항, 항만, 산업단지 등 공공 인프라 전반의 안전까지 기술 적용 범위를 넓혀가고 있습니다. 특히 디지털 트윈이나 메타버스와 같은 가상현실 첨단 기술은 물론이고 의료, 범죄심리학, 인문학 등 다양한 학문 분야와의 긴밀한 협력을 통해 통합적인 공공 안전망을 완성하는 중심지로 거듭나는 것이 연구센터가 궁극적으로 추구하는 비전입니다. 연구자로서 꿈꾸는 궁극적인 지향점은 사람을 이롭게 하고 누구나 안심하며 살아갈 수 있는 공동체를 실현하고 유지하는 것입니다. 특히 코로나 이후 온라인 플랫폼 사용이 급격히 늘어나면서 범죄의 표적이 되기 쉬운 미성년자와 고령층 등 사회적 약자를 보호하기 위한 AI 대응 솔루션 개발에 모든 역량을 쏟고 있습니다. 실세계와 동일한 환경을 가상 세계에 구현하는 디지털 트윈 기술을 통해 사이버 범죄를 신속하게 감지하고 대응함으로써 국민의 안전한 일상을 지키고자 합니다. 아울러 제가 개발한 기술들이 학술적으로도 그 가치를 인정받아 연구의 거대한 흐름 속에서 후배 연구자들에게 영감을 주는 소중한 자산이 되기를 진심으로 희망하고 있습니다.

2023 ETRI Technology Report 5  Safety and Digital Twin Technology (Baek Myung Sun)
한국전자통신연구원ETRI 테크놀로지 리포트
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AI EXPO KOREA 2021 ETRI 참가기술 소개

얼굴 정보 인식 기술은 인간이 경험을 통해 타인의 얼굴을 기억하고 학습하는 과정을 컴퓨터가 수행할 수 있도록 디지털화한 것입니다. 우리 생활 속에 이미 깊숙이 자리 잡은 이 기술은 단순한 이미지 분석을 넘어 고차원적인 인지 과정을 모방합니다. 현대 사회에서 개인 인증은 선택이 아닌 필수가 되었으며, 매일 사용하는 스마트폰부터 공공시설에 이르기까지 본인 확인을 위한 기술적 요구는 나날이 증가하고 있습니다. 이러한 흐름 속에서 인공지능 기반의 시각 지능은 가장 직관적이고 효율적인 수단으로 주목받고 있습니다. 기존의 지문 인식과 같은 접촉식 보안 기술은 개인 기기에서는 유용하지만, 다수가 이용하는 공공 환경에서는 위생이나 편의성 측면에서 한계가 명확합니다. 비접촉식 영상 인식 기술은 이러한 단점을 극복하여 제한되지 않은 환경에서도 정밀한 인증을 가능하게 합니다. 앞으로는 엘리베이터가 거주 층을 자동으로 파악하거나 매장에서 고객의 취향에 맞는 상품을 추천하는 등, 사용자 맞춤형 서비스의 핵심 동력으로 작용할 전망입니다. 기술의 발전은 우리가 상상하던 편리한 미래상을 현실로 바꾸어 놓고 있습니다. 인공지능은 물리적 인증을 넘어 언어와 맥락을 이해하는 단계로 진화하며 공공 서비스의 질을 높이고 있습니다. 대표적인 사례인 폴봇(Pol-Bot)은 방대한 양의 반복적인 경찰 민원을 자동화하기 위해 개발되었습니다. 음성 인식과 대화 분석 기술을 결합하여 민원인의 의도를 파악하고, 사투리 인식이나 복합적인 대화까지 처리할 수 있는 능력을 갖추어 가고 있습니다. 이는 상담원의 업무 부담을 줄이고 전문적인 응대에 집중할 수 있는 환경을 조성함으로써 민원인과 상담원 모두에게 큰 도움이 됩니다. 폴봇(Pol-Bot)과 같은 지능형 질의응답 시스템은 단순히 효율성을 높이는 것에 그치지 않고, 24시간 언제 어디서나 시민의 궁금증을 해결해 주는 안전망 역할을 수행합니다. 보이스피싱 신고 방법 안내와 같은 긴급한 상황에서 AI는 즉각적인 정보를 제공하여 피해를 최소화할 수 있습니다. 이러한 기술적 혜택은 교육이나 관광 등 정보 전달이 중요한 다양한 분야로 확산될 것이며, 영상 인식 기술과 결합될 경우 더욱 혁신적인 서비스 모델을 창출할 것으로 기대됩니다. 결국 인공지능 기술의 종착지는 인간의 삶을 더욱 안전하고 편리하게 만드는 데 있습니다. 범죄 예방과 대응 영역에서도 인공지능의 활약은 두드러집니다. 지능형 범죄 위험도 예측 및 대응 기술은 접수된 신고의 위험성을 분석하고 어떤 범죄로 전개될지 예측하여 현장 경찰관에게 귀중한 정보를 제공합니다. 복잡한 인물 관계도와 사건 이력을 시각화하고 숨겨진 연관성을 분석함으로써 수사의 우선순위를 제안하기도 합니다. 실종 사건이나 가정 폭력처럼 연쇄적인 위험이 도사리는 상황에서 AI는 데이터 기반의 과학적 추론을 통해 결정적인 단서를 찾아냅니다. 이러한 첨단 치안 시스템은 사회적 안전망을 더욱 견고하게 구축하는 초석이 됩니다.

AI EXPO KOREA 2021 ETRI 참가기술 소개
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13 자율이착륙, 특정 객체경찰자동 탐지 및 추적 기술

긴급한 사건 현장에서 경찰의 대응 속도를 획기적으로 높이기 위해 드론 자동 촬영 기술이 새롭게 도입되고 있습니다. 이 시스템의 핵심은 경찰차 상단에 장착되는 드론 스테이션으로, 이곳에는 드론의 안전한 격납과 자동 충전 기능이 모두 포함되어 있습니다. 이륙 명령이 내려지면 드론 스테이션의 보호 덮개가 열리고 드론을 고정하던 장치가 해제되는 등 복잡한 준비 과정이 순차적으로 자동 진행됩니다. 이러한 혁신적인 설비 덕분에 경찰관은 별도의 조립이나 복잡한 설정 과정 없이도 현장에 도착하자마자 즉각적으로 드론을 띄워 공중 시야를 확보할 수 있게 되었습니다. 드론 내부에는 경량형 컴퓨팅 보드가 탑재되어 있어 고도의 인공지능(AI) 영상 분석을 실시간으로 수행합니다. 이 기술을 통해 드론은 복잡한 현장 속에서도 경찰관을 정확히 식별하고, 별도의 조종 없이도 대상을 자동으로 추적하며 비행합니다. 주변에 일반인이 섞여 있는 환경에서도 지정된 대상을 놓치지 않고 추적하는 정교함을 갖추었으며, 촬영된 영상은 실시간으로 경찰서 관제센터에 전송됩니다. 특히 경찰관을 중심으로 선회 비행하며 다양한 각도에서 영상을 기록하는 기능은 사건의 객관적인 증거를 확보하고 현장 상황을 입체적으로 파악하는 데 결정적인 역할을 합니다. 임무를 완수한 드론을 다시 회수하는 과정에도 최첨단 정밀 제어 기술이 적용되었습니다. 경찰관이 복귀하여 착륙 버튼을 누르면 드론은 드론 스테이션의 랜딩 마커를 인식하고 3차원 좌표를 계산하여 스스로 하강하기 시작합니다. 이때 자동 충전 단자에 정확히 맞물릴 수 있도록 드론의 방향을 정렬하는 헤딩 조정 과정이 정밀하게 이루어집니다. 폭 1m 내외의 좁은 드론 스테이션 안으로 10cm 이내의 오차 범위 내에서 착륙하는 고정밀 비행 제어는 이 시스템의 완성도를 보여줍니다. 안전하게 안착한 드론은 다시 덮개가 닫히고 고정되어 다음 출동을 위한 충전과 대기 상태로 들어갑니다.

13 자율이착륙, 특정 객체경찰자동 탐지 및 추적 기술
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