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AI 레이더 기술로 3km 떨어진 초소형 드론 추적

드론 탐지 기술 국산화로 국방력 강화 기대

인공지능 기술의 적용범위가 어디까지 진행될까. 레이더를 이용해 대상을 인지하고 식별하는 기술은 인공지능 기술과 함께 발전하고 있다. 레이더가 받아들인 정보를 기존 데이터와 비교, 분석해 대상을 알아내는 방식이다. 인공지능에 기반을 둔 레이더 인지기술은, 학습 데이터가 많을수록 인식률도 높아진다.

하지만 지금까지는 레이더 인지기술을 높이기 위한 효율적인 학습이 쉽지 않았다. 학습에 활용할 대규모 데이터를 확보하기 어려웠기 때문이다. 이러한 문제를 극복하고자 최근에는 GANs를 활용하는 방법이 제안되고 있다. 이 기술을 레이더의 마이크로 도플러(Micro Doppler) 추출 기술에 접목해 적은 양의 데이터로도 표적을 식별할 수 있는 기술이 개발됐다..

AI 레이더 기술로 3km 떨어진 초소형 드론 추적 - 다아라매거진 기술이슈
DGSIT 협동로봇융합연구센터 오대건 연구원팀이 인근 무인비행시험장에서 레이더탐지 시연을 마친 후 기념촬영을 하고 있다. (오대건 선임연구원(우), 김문현 연구원(가운데), 최병길 연구원(좌))

과학기술정보통신부는 대구경북과학기술원(DGIST) 협동로봇융합연구센터 오대건 선임연구원 연구팀이 캘리포니아 주립대 김영욱 교수 연구팀과 함께 3㎞ 이상 떨어진 초소형 드론도 식별할 수 있는 ‘드론 탐지 레이더 시스템’을 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구로 세계 최고 수준의 레이더 탐지기술을 확보해, 관련 산업 발전과 국방력 강화에 크게 기여할 것으로 기대된다.

지난 2014년 파주에서 북한군의 드론이 발견되면서, 국방부는 해외 기술을 바탕으로 한 드론 탐지 레이더를 도입했다. 지난해부터는 ‘드론 부대’를 창설해 관련 인력을 양성하는 등 드론을 활용한 전투체계를 구축 중이다. 다만, 아직까지 국내 레이더 탐지 관련 기술력이 미흡해 레이더 시스템은 대부분 해외에서 도입하고 있으며, 이스라엘 라다(RADA)와 영국 브라이터(Blighter)의 드론 탐지 레이더가 대표적이다. 특히 라다의 레이더의 성능은 전 세계에서 독보적으로 최대 3㎞ 이상 떨어진 드론을 탐지 가능하다.

AI 레이더 기술로 3km 떨어진 초소형 드론 추적 - 다아라매거진 기술이슈
DGSIT 협동로봇융합연구센터 오대건 연구원팀이 인근 무인비행시험장에서 레이더탐지 시연을 마친 후 기념촬영을 하고 있다. (오대건 선임연구원(우), 김문현 연구원(가운데), 최병길 연구원(좌))

DGIST 연구팀은 2016년 국내 최초로 200m 이상 탐지 가능한 레이더 시스템을 자체 개발한 데 이어, 이번에는 순수 국내 기술로 3km 이상 떨어져 비행하는 초소형 팬텀 드론(55cmx55cmx40cm)을 알아차리는 ‘드론 탐지 레이더 시스템’을 개발했다.

연구팀은 최대 탐지 거리 향상을 위한 능동위상배열(AESA) 레이더 기술과 드론의 정확한 위치추정을 위한 초고해상도 레이더 신호처리 기술을 접목해, 3km 이상 떨어진 드론을 탐지가능하다고 했다.

연구팀은 차세대 딥러닝 AI 알고리즘으로 주목받는 ‘생성적 적대 신경망(GANs: Generative Adversarial Networks)’ 기반 레이더 인지 기술을 개발해 식별율 향상을 기대 중이다. 인공지능은 학습 데이터가 많을수록 인식률이 높아지는데, 이 알고리즘으로는 적은 양의 데이터만 가지고 이동하는 표적을 쉽게 식별할 수 있다. 개발 과정에서 레이더 시스템 내부의 송신부, 수신부, 안테나, 신호처리플랫폼 등 하드웨어 부품들을 100% 국내 중소기업들과 공동 개발, 기술 자립의 가능성을 한층 앞당겼다.

오대건 선임연구원은 “이번 연구성과는 국내업체들과의 긴밀한 협력과 독자적인 레이더 신호처리 알고리즘 개발에 집중한 결과”라며 “시장의 판도를 바꿔 세계시장에서 국내 레이더 기술의 위상을 높일 수 있도록 더욱 노력하겠다”라고 언급했다.
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