로봇신문사
> 기획·테크 > 미래기술
스위스 EPFL, 음향 기반 내비게이션 프레임워크 개발박쥐 초음파 통신에서 영감 얻어...‘IEEE 로보틱스 앤 오토메이션 레터’에 발표
폰트키우기 폰트줄이기 프린트하기 메일보내기 신고하기
승인 2023.02.15  15:01:46
트위터 페이스북 구글+ 밴드
▲ EPFL이 개발한 소리 기반 위치 확인 기능 탑재 드론(사진=EPFL)

박쥐는 캄캄한 동굴 안에선 주변 환경을 시각적으로 인식할 수 없다. 하지만 초음파를 발사해 돌아오는 메아리 패턴을 인식해 근처에 있는 물체나 장애물의 위치 정보를 얻는다. 박쥐처럼 로봇도 음향 기반으로 위치를 확인할 수 있는 능력을 갖춘다면 카메라, 라이다 등 고가의 센서 의존도를 줄일 수 있다. 이는 로봇의 생산 비용을 낮춰 대규모 로봇 배치를 가능하게 한다.

14일(현지 시각) 테크엑스플로어 보도에 따르면 스위스 EPFL 연구팀은 무인항공기(UAV)를 활용해 소리(sound) 기반 위치 확인 및 매핑 기능을 제공하는 프레임워크를 새로 개발했다. 이 프레임워크는 단순한 버저(busser, 소리신호 알림장치)와 저가 마이크를 활용해 구현 가능하다. 연구팀은 전문저널인 ‘IEEE 로보틱스 앤 오토메이션 레터’(IEEE Robotics and Automation Letters)에 연구 성과를 발표했다.

이번 연구를 수행한 프레데리크 둠브겐 연구원은 "우리는 마이크가 로봇, 특히 드론의 공간 항법에 사용될 수 있는지를 탐구하는 데 관심이 있다"며 "마이크는 인간과의 의사소통을 위해 이미 많은 로봇에 설치되어 있기 때문에 (공간) 탐색을 위해 하드웨어 비용이 추가로 들지 않는다. 박쥐는 밤에 동굴에서 놀라운 성능으로 음향을 사용해 비행할 수 있다. 이 같은 능력을 로봇에 구현하는게 가능하다"고 했다.

그동안 일부 연구자들이 박쥐가 방출하는 것과 유사한 초음파를 사용해 센서 없는 위치 측정을 시도했다. 하지만 EPFL 연구팀은 이번에 청각적인 소리에만 의존하는 위치 측정 및 매핑 시스템을 개발했다. 연구팀은 저렴한 MEMS 마이크와 버저를 활용해 음향 기반 내비게이션 알고리즘을 개발하고 시연했다.

▲ 드론의 구조
▲ 비행 시연 장면

로봇이 일련의 온보드 버저를 통해 주파수 스윕(frequency sweeps)을 방출하면 온보드 마이크에서 반응을 수신해 주변의 벽을 감지한다.

둠브겐 연구원은 "주변에 벽과 같은 강한 반사체가 있으면, 소리가 반사되고 반사된 소리는 각 마이크의 직접적인 소리와 상호작용 한다"며 "거리와 주파수에 따라 두 신호는 서로를 감쇠시키거나 증폭시킨다. 따라서 방출된 주파수에 대한 마이크 신호의 음량을 보면 근처에 반사체가 있는지, 거리가 어느 정도인지 판단할 수 있다"고 말했다. 여러대의 마이크와 측정 장치를 추가적으로 사용해 로봇에 대한 반사체의 각도를 결정할 수도 있다는 것이다.

이 같은 음향 기반 위치확인 및 매핑 시스템의 장점은 특별히 정교한 마이크나 스피커가 필요하지 않다는 점이다. 이는 비행 시간 데이터가 아니라 오디오 간섭을 활용하기 때문이다. 오디오 간섭을 활용하면 더 긴 신호를 생성할 수 있어 저렴한 하드웨어 부품을 사용할 때도 '신호 대 잡음비'가 우수하며 측정 타이밍을 정밀하게 제어할 필요가 없다는 것이다.

연구팀은 이번에 개발된 기술을 활용하면 카메라 등 첨단 센서를 사용하지 않고도 음향을 이용해 주변 환경을 탐색할 수 있는 저비용 경량 로봇을 만들 수 있을 것이라고 밝혔다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
이 기사에 대한 댓글 이야기 (0)
자동등록방지용 코드를 입력하세요!   
확인
- 200자까지 쓰실 수 있습니다. (현재 0 byte / 최대 400byte)
- 욕설등 인신공격성 글은 삭제 합니다. [운영원칙]
이 기사에 대한 댓글 이야기 (0)
장길수의 다른기사 보기  
폰트키우기 폰트줄이기 프린트하기 메일보내기 신고하기
트위터 페이스북 구글+ 밴드 뒤로가기 위로가기
인기기사
1
로봇신문, '2023 올해의 대한민국 로봇기업' 30개사 선정, 발표
2
日 가와사키중공업, 휴머노이드 로봇 '칼레이도' 버전 8 공개
3
티라로보틱스, 120억원 규모 시리즈A 투자 유치 완료
4
엔젤로보틱스 '장애인 운동보조 슈트형 로봇’ 산업기술 대표성과 10선에 뽑혀
5
두산로보틱스, 신규 협동로봇 솔루션 대거 공개
6
한국로봇산업진흥원-한국ESG학회 업무협약 체결
7
ABB, 산업용 6축 로봇에 '위자드 이지 프로그래밍' 지원
8
코레일, 인공지능 로봇으로 철도시설물 점검
9
한국로봇산업진흥원, '2023년 엔지니어링 컨설팅 성과발표회' 개최
10
“인간과 로봇이 함께하는 로봇산업 초일류 도시 인천” 방안 모색
로봇신문 소개기사제보광고문의불편신고개인정보취급방침이메일무단수집거부청소년보호정책    *국제표준간행물번호 ISSN 2636-0381 *본지는 인터넷신문위원회 자율심의 준수 서약사입니다
08298) 서울 구로구 공원로 41(구로동, 현대파크빌 526호)  |  대표전화 : 02)867-6200  |  팩스 : 02)867-6203
등록번호 : 서울 아 02659  |  등록일자 : 2013.5.21  |  발행인·편집인 : 조규남  |  청소년보호책임자 : 박경일
Copyright © 2013 로봇신문사. All rights reserved. mail to editor@irobotnews.com