KAIST 국방무인화기술 특화연구센터 개소

미래전쟁의 변화를 예측하고 이를 대비하기 위한 한국형 미래 무인화 무기체계 개발 연구가 KAIST에서 본격 추진된다.

KAIST가 방위사업청 지정 '국방무인화기술 특화연구센터' 개소식을 4월 5일(목) 오후 2시 KAIST 기계공학동에서 갖는다.

국방무인화기술 특화연구센터는 한국형 미래 무인화 무기체계개발을 위한 기초연구를 수행하고, 지능형 로봇 기술의 군사 응용을 위한 기반 구축과 국방 무인화 기술 분야의 전문 인력을 양성하기 위해 문을 연다.

센터에는 KAIST, 서울대, 포항공대를 비롯하여 총 14개 대학이 참여하여 ▲자율주행기술연구실 ▲자율운항기술연구실 ▲자율비행기술연구실 ▲로봇메커니즘 및 제어연구실 ▲무인화 체계 운용 및 통신망 연구실 등 5개 연구실에서 26개 세부과제를 수행하게 된다. 사업기간은 2007년부터 2015년까지 9년간으로 총 103억원의 사업비가 소요될 예정이다. 해외협력기관은 스탠퍼드대, 카네기멜론대 등 16개 대학, 참여산업체는 삼성테크원, 넥스원 퓨처 등 16개사, 자문기관은 한국기계연구원, 한국항공우주연구원 등 6개 기관이 참여한다.

김수현(金秀鉉) 센터장은 '미래戰에서는 인명 손실을 최소화하고 무인전투능력을 확보하기 위해 무인화 로봇 시스템, 무인지상차량 로봇, 무인항공기, 무인운항로봇 등을 개발하는 것이 중요하다. 선진국은 첨단 군사과학기술과 정보력의 중요성을 인식하여 미래戰에 대한 군사혁신을 시도하고 있으며, 특히 전투의 효율성 증대와 인명 손실 최소화를 위해 군사용 로봇에 집중적인 투자를 하고 있다.' 며, '한국형 무인무기체계 개발에 필요한 기술 기반을 구축하여 해외 기술 의존도를 감소시키고, 민간산업 기술과 상호보완적으로 발전시켜 유비쿼터스 로봇기술이 접목되는 산업발전에도 기여하겠다'고 소감을 밝혔다.

국방무인화기술 특화연구센터 연구내용

■ 자율주행기술 연구실

실외 환경 하에서 무인차량의 자율 주행을 위한 기본 연구로써, 통합경로계획 알고리즘 개발하여 이를 구현하는데 우선적인 목표가 있다고 할 수 있다. 이와 함께, 실제 야지 환경에서의 테스트를 통해 개발된 통합경로 계획 알고리즘의 유용성을 시험/평가한다. 이와 더불어 월드 모델링 기반의 지형을 다중 센서를 이용하여 분류하고 인식하며 센서 융합을 통해 지형 인식 성능을 향상시키고, 다중센서로부터 획득된 정보를 처리하여 2D 혹은 3D 모델을 추출하며 이를 실시간으로 지도(DEM/DSM)와 매칭하여 무인주행 차량의 정확한 위치를 3차원 공간에서 추정한다. 이와 같은 작업들과 관련한 실시간 동역학 해석을 위해서 효율적인 운동방정식의 구성, 실시간 해석을 달성하기 위한 효율적인 적분 알고리즘 개발, 개발된 운동방정식에 야지 자율주행을 위한 능동제어 알고리즘 작용 등을 구현한다.

■ 자율운항기술 연구실

해상/수중 무인화 무기체계 중에서 미래 수중 전장에서 주도적인 역할을 할 것으로 기대되는 UUV의 개발에 소요되는 기초/기반 기술을 개발하는 것을 목표로 한다. 미래 수중 전장에서 UUV는 모함에서 발진하여 스스로 작전 지역으로 이동, 전장 감시 및 탐사, 기뢰 탐지 및 제거, 각종 전장 정보 수집 등의 임무를 수행하고 모함으로 안전하게 복귀하여 임무 수행 중 얻은 정보를 제공할 수 있어야 한다. 이를 위해 무인잠수정(UUV)의 운용에 필요한 진수/회수 기술, 수중 자율주행, 수중회피 제어 기술과 함께 해저 매설물체 탐지 센서 기술, 능동배열 소나 신호처리 기술 등을 연구하게 된다.

■ 자율비행기술 연구실

소대급 전술 운용에 적합하도록 수직 이·착륙이 가능하면서도 정지비행 효율이 높고 빠른 순항속도를 갖는 (초)소형 무인기의 개발을 목표로 한다. 이러한 연구개발 목표에 부합되는 비행체의 형태는 기존의 고정익 형태의 무인기와는 다른 새로운 형태의 비행체 형상에 대한 연구가 선행되어야 한다. 미국의 DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency)에서 개발하고 있는 다양한 형태의 초소형 비행체(MAV: Micro Air Vehicle) 가운데 Multi-Rotor 방식, Ring-Wing 방식, Tail Sitter 방식의 비행체 및 생체모방 비행체를 기본 형상으로 설정하고 이를 기반으로 관련 연구를 수행할 계획이다.

■ 로봇 메커니즘 및 제어 연구실

생체모사형 로봇체계와 인간의 능력 확대를 위한 착용형 로봇의 적용을 위한 기반 기술 확립에 목표를 두고 있다. 이를 달성하기 위한 세부목표로 1단계에서는 유형별 생체의 특성을 분석하여 메커니즘을 도출하고 2단계에서는 1단계의 도출 메커니즘에 바탕을 둔 시험 평가 플랫폼을 구현하게 된다. 아울러 생체 모사형 로봇과 착용자의 인체능력확대를 위한 로봇시스템의 자세안정화와 정밀 원격 매니퓰레이션 능력을 갖추기 위한 연구가 각각의 세부과제 별로 1,2 단계에서 병행 추진된다. 3단계에서는 생체모사형 로봇체계의 기반 기술 확립과 기술 성숙의 적용을 위한 단계로 생체모사형 로봇시스템은 소형, 휴대 가능한 형태이면서 지상/공중 작업 능력이 결합된 양용형 시스템의 시제를 통한 성능과 적용성 평가를, 착용형 복합임무 로봇은 인체에의 착용 평가를 수행하게 되며 3단계에서는 특히 타 세부과제에서 개발해온 원격제어와 제 1연구실의 군집협업제어결과와 연계하여 통합적 기능 및 성능평가를 수행하게 된다.

■ 무인화 체계 운용 및 통신망 연구실

개발된 각종 무인화 기술들을 효율적이고 신뢰성 있게 운영할 수 있는 기법들의 연구와 개발, 그리고 무인지상로봇 (UGV) 및 무인 항공기(UAV)를 이용한 무인화 체계 운용시에 필요되는 센서 네트워크 기반 기술과 그에 적합한 전송 기술들에 관한 연구와 개발에 그 목표가 있다.

한편, 장애물 특성 지도화 기술 개발팀에서는 UAV를 통한 센서 영상을 이용한 장애물 지도의 제작 기술과 그 운영 알고리즘 개발을, 그리고 이동성 다중링크 센서기반 로봇위치 감지 팀에서는 다양한 환경에서의 다중링크 센서신호처리 기반 위치감지 물리계층(physical layer) 장치 설계 기법 및 다중 센서 신호처리 융합 알고리즘 설계 기법을 획득하는 것을 목표로 한다.

또한, 초광대역 레이다 기반 매설물 탐지기법 연구팀에서는 초광대역 주파수 대역, 신호의 파형 등 매설물 탐지를 위한 최적 신호의 설계에 대한 연구와, 시간-주파수 분석 방법을 이용한 신호처리 기법, 반사 신호의 고해상도 영상화 기법에 대해 연구가 그 목표이며, 야지 자율 주행을 위한 노면 특성 실시간 인식 및 분석 기법 연구팀에서는 실시간 노면 파라미터의 규명과 그에 대한 노면 파라미터와의 상관 관계 규명, 이를 바탕으로 한 UGV 기동성 예측 기법 및 예측지도 개발을 그 목표로 한다.

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