드론 서비스 시장 확대, 최신 기술에 달려

[산업일보]
자율주행 및 원격조종이 가능한 무인이동체는 인공지능, 정보통신기술, 로봇, 항공, 센서 등 첨단기술의 집약체다. 운용환경에 따라 드론, 개인용 항공기, 무인선박 등으로 구분하는 무인이동체는 실종자 수색, 건물 관리 등 다양한 분야에서 활용도가 높다.

지난주 서울 코엑스(COEX)에서 열린 ‘2022 무인이동체산업엑스포(Unmanned System World Congress, UWC)'는 드론 운용 기술, 플랫폼 등 미래 유망 산업의 트렌드를 살폈다. 특히 드론, 인공지능, 5세대 이동통신(5G)의 결합은 서비스 사업으로의 확장 가능성을 시사했다.

인공지능, 5G 등 최신 기술 접목한 드론 서비스 모델

정부는 드론과 정보통신기술을 융합해 새로운 서비스를 개발 및 실증하는 ‘DNA+드론기술개발사업’을 2020년부터 2024년까지 추진 중이다. 드론 제작에서 응용서비스로 확장하는 산업 변화에 대응해 드론 서비스 모델을 만들기 위함이다.

해당 사업을 이끌고 있는 한국전자통신연구원(ETRI)은 5G 통신을 기반으로 드론 다수를 동시에 운용하며 고해상도 영상을 실시간으로 분석하는 인공지능 기술을 행사장에서 소개했다.

UWC에 참가한 ETRI의 김법균 박사는 “드론 내부에 장착한 미션컴퓨터로 저해상도 이미지를 분석하는 게 아니라 최소 4K 이상의 UHD 이미지를 바탕으로 인공지능 추론을 하겠다는 목표를 갖고 있다”며 “드론이 촬영한 영상을 지상 서버로 보내면 AI 추론 모델이 동작하는 방식”이라고 설명했다.

현재 시점에서는 UHD 필요성이 적을 수 있으나 2~5년이 지나면 기본으로 자리 잡는다는 게 목표 설정의 이유다. 그는 조그마한 컴퓨터에서 UHD 영상을 분석할 수 없으니 지상 서버를 활용해 YOLOv5 등을 기반으로 하는 인공지능 모델을 적용하고, 드론과 서버의 통신이 빨라야 하기에 5G를 쓰는 것이라고 했다.

드론, 실시간 AI 처리 기술 등을 활용할 수 있는 대표적인 분야는 실종자 수색이다. 김 박사는 “영상 데이터 표준화를 통해 특정 사진에서 실종자가 발견되면 정확한 GPS 좌표를 얻는 게 가능하다”면서 “사람이 개입하는 것보다 1분 1초라도 빠르게 생명을 구할 수 있는 확률이 높아진다는 것에 강점이 있다”고 말했다.

인공지능 플랫폼, 드론 서비스 개발 도와

DNA+드론기술개발사업에는 ETRI 이외에도 통신사, 드론제작사 등 여러 기업과 기관이 참여했다. 그 중 인공지능 전문 기업이 진행하는 서비스 플랫폼 구축은 수집한 드론 영상 데이터를 전송하고, 인공지능을 통해 분석 및 처리하는 과정에서 필수다.

인공지능 플랫폼을 개발하는 아크릴은 경찰 비행, 구조물 관리 등의 작업에 멀티(Multi) 노드, 멀티 GPU를 이용해 고속 분산 학습을 지원하는 플랫폼을 제공하고 있다. 특정 이미지를 분할한 그리드를 각각의 GPU가 병렬구조로 연산하는 방식이다.

김찬용 아크릴 선임연구원은 “인공지능 모델이 커지면 정확도는 높지만 추론 시간이 길어지므로 작은 크기로 학습시켜 추론하게 된다”며 “4K 이상의 이미지에 나타난 건물 지붕 녹이 있는 부분의 경우, 추론에 적합한 그리드로 분할해 처리한다”고 말했다.

하나의 GPU에서 그리드 30개를 연산하려면 순차적으로 처리하지만, 여러 개의 GPU를 사용하는 경우 분할 추론 기술을 구현해 이미지에서 작은 점으로 보이는 녹슨 부분을 빠르게 찾아낼 수 있다는 게 그의 설명이다.

일례로 고층 구조물 및 도로 결함 탐지는 균열이 존재하는 데이터셋을 통해 적색‧청색‧녹색(RGB)와 라이다(LiDar) 이미지로 학습한 인공지능 모델을 만들고, 이를 토대로 구조물의 균열 위험도를 측정하는 것이다.

김 선임은 “관리적인 측면에서 GPU를 언제 얼마나 사용했고, 노드가 어떻게 구성돼 있으며, 코어가 어떻게 할당됐는지 확인할 수 있다”면서 “추론 속도, 파라미터 등을 경량화해 목적에 맞게 사용 가능하다”고 부연했다.