ETRI AI드론 SW, 美 항공청 최고 안전등급 획득
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ETRI AI드론 SW, 美 항공청 최고 안전등급 획득
  • 김찬혁 기자
  • 승인 2020.03.31 15:09
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ETRI, 드론SW ‘어스’ 개발…美연방항공청 안정성 최상위 등급 인증
가상화 기술로 한 장치에서 비행 제어·AI 기반 임무 동시수행 가능
탑승형 드론·자율차·로봇 등 적용 가능…기술 경쟁력 확보 기대 모아
한국전자통신연구원(ETRI) 연구진이 개발한 SW '어스'가 탑재된 드론의 모습. ETRI 제공

국내 연구진이 인공지능(AI) 드론에 적용 가능한 운영체제의 핵심 기반 소프트웨어(SW)를 개발, 세계 최고 수준의 안전성 평가를 받았다. 4차산업혁명의 핵심기술이라 할 수 있는 드론 분야에서 향후 우리나라가 기술 경쟁력을 확보하는데 큰 도움이 될 것으로 기대를 모은다.

31일 한국전자통신연구원(ETRI)은 지난 2월 하나의 장치에서 여러 운영체제(OS)가 동시에 작동할 수 있도록 만들어주는 가상화 기술인 ‘어스(EARTH·ETRI Advanced Real-Time Hypervisor)’를 개발, AI드론에 적용해 성공적인 비행시험을 마쳤다고 밝혔다.

드론에는 크게 두 가지 필수 SW가 있다. 하나는 비행을 제어하는 SW이며 또 하나는 주어진 임무를 수행하는 SW다. 비행제어 SW는 실시간으로 즉각 반응하는 능력이 필요하고 임무수행 SW는 AI 미션과 같은 고성능 계산 능력이 필요하다. 

기존에는 비행제어 SW와 임무제어 SW가 서로 다른 하드웨어에 탑재되었다. 만일 같은 HW에서 각 기능이 동시에 작동할 경우, 한쪽의 문제가 다른 기능에도 전이될 수 있기 때문이다. 가령 영상 처리 장치가 고장 나면 비행 담당 기능도 정상적인 작동을 못하고 드론이 추락해버리는 식이다.

하지만 하드웨어를 별도로 두게 되면 기체가 무거워지고 전력소모도 많아지는 단점이 존재했다. 

한국전자통신연구원(ETRI) 연구진이 개발한 SW '어스'가 탑재된 드론 내부 모습. ETRI 제공

이에 ETRI 연구진은 가상화 기술을 이용, 난관을 극복했다. 가상화 기술은 하나의 컴퓨터에 윈도우와 리눅스처럼 서로 다른 운영체제가 동시에 돌아갈 수 있도록 만들어준다. 덕분에 장비 2개를 별도로 둘 필요 없이 한 장치에서 두 가지 기능이 통합돼 안정적으로 구동되도록 만들 수 있고 하나의 보드에 탑재가 가능해 장비 경량화도 이뤘다.

연구진이 개발한 ‘어스’는 64비트 멀티코어를 지원한다. 또한 별도 하드웨어에서 구동 시 임무 SW에서 비행제어 SW로 명령을 전달하는 지연시간이 1ms(밀리초)인데 반해 ‘어스’는 33.8㎲(마이크로초)이다. AI와 같은 고성능 응용 구동의 경우에도 가상화로 인한 오버헤드(Overhead·어떤 처리를 하기 위해 들어가는 간접적인 처리 시간 및 메모리)가 3% 미만이다.

아울러 ‘어스’는 미국연방항공청(FAA) 심사관(DER)으로부터 안전성 시험 과정을 거쳐, 국내 기관 중 최초로 ‘DO-178C Level-A’를 인증받는 데 성공했다. 연구진이 획득한 등급은 세계 최고 수준의 비행 SW 안전성 기준을 충족하는 것으로, 유인기 적용 대상 중 최상위 단계다.

레벨A 수준의 등급은 유인 항공기를 비행하거나 엔진을 제어하는 것처럼 작은 오류라도 발생하면 자칫 재난 수준의 결과를 초래할 수 있는 분야에서 안전을 보장하기 위해 필수로 받아야 하는 인증이다. 

과학기술정보통신부의 발표에 따르면 드론 관련 산업시장은 오는 2026년 130억불에 이를 것으로 추정된다. 연구진이 개발한 기술은 향후 AI 드론뿐만 아니라 인공지능 기술을 적용한 유인 탑승 드론, 자율주행 자동차, 지능형 로봇 등에 적용도 가능할 것으로 전망된다. 

ETRI 고성능디바이스SW연구실 임채덕 박사는“연구진이 개발한 ‘어스’는 최종적으로 TSP(Time and Space Partitioning·시공간 분할) 커널 기반의 SW 이중화는 물론, 하드웨어 플랫폼 다중화를 통한 하이브리드 방식으로 더욱 높은 수준의 안전성을 보장할 수 있다”고 말했다.

한국전자통신연구원(ETRI) 연구진이 개발한 SW를 적용한 AI드론을 시연하는 모습. ETRI 제공

 


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