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MIT, RFID 스캔하는 드론 기술 개발드론에 RFID 중계기 부착
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승인 2017.09.04  10:19:40
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온라인 주문과 택배가 빈번해진 일상에서 가장 흔하게 볼 수 있는 것 중 하나가 상자다. 2016년 미국 우편 서비스를 통해 출하된 패키지는 52억개이며 아마존은 연말연시에만 약 10억개의 패키지를 배송했다. 놀랍게도 걸스카웃 단체 한곳에서 판매한 쿠키상자만 해도 10만개가 넘는다고 한다. 이 상자들은 다 어디로 갔을까. 이를 모두 추적하는 것은 쉽지 않은 일이다.

지난 몇년동안 인벤토리 관리를 위해 고민해온 소매업체 및 운송회사 등은 RFID 태그를 이용해 창고에서 트럭, 소매점, 고객의 가정까지 상자를 추적하는 기술을 활용해왔다. 그러나 RFID 태그가 모든 단계에서 완벽하지는 않다. 직원들이 각 태그를 RFID 리더로 스캔해야 하는데 이때 스캔 작업은 가까운 범위에서 수행돼야 한다. 태그는 리더기가 전송하는 신호의 전력을 사용해야하기 때문이다.

드론에 RFID 중계기 부착

‘IEEE 스펙트럼’에 따르면 최근 MIT 연구원들은 레이블 사진을 찍거나 다른 시각적 신호로 선적을 식별할 수 있는 시스템 등 물품을 추적할 수 있는 다른 솔루션을 찾아냈다. MIT 미디어랩의 파델 아디브(Fadel Adib)가 이끄는 연구팀은 드론에 RFID 중계기를 부착해 창고에 있는 모든 상자의 RFID 태그를 스캔하고 해당 정보를 판독기로 다시 전송하는 시스템을 고안했다.

이들 연구팀이 만든 프로토타입을 사용하면 RFID 태그와 리더기를 최대 50m 간격으로 배치하면서도 이 범위 내 상자의 위치를 ​​정확하게 기록할 수 있다. 더 짧은 범위에서는 상자의 위치를 ​​19cm 이내로 지정할 수도 있다.

통신 분야에서 중계기는 기지국의 신호를 증폭시켜 서비스 영역의 가장자리에 있는 고객들에게 신호가 도달하도록 해주는 역할을 한다. MIT 그룹은 이같은 개념을 RFID 태그에 적용해 드론에 적용함으로써 효율적인 재고 관리 및 추적을 가능하도록 했다. 아디브는 궁극적으로 정보를 서로 전달하고 여러 판독기에 제공할 수 있는 무인 데이지 체인(직렬 연결방식)을 만들고자 한다.

현재 테스트 시스템은 RFID 판독기에서 태그로 신호를 전달하는 단일한 드론 장치로 구성된다. 태그는 그 신호의 에너지 중 일부를 사용해 전원을 공급하고 신호를 다시 보내기 전에 식별자를 인코딩한다. 드론은 그 신호를 판독기로 전달하고 판독기는 식별자를 해독하는 과정을 거친다.

드론에도 RFID 태크 달아 상호 위치 파악

MIT 연구팀은 창고에 있는 상자를 파악하는 것 외에도 각 상자의 위치를 ​​기록하고자 했다. 아디브는 "누락된 품목을 찾기 위해 드론을 사용할 수 있는지 여부가 가장 궁금했던 사항"이었다고 말했다.

이는 연구팀에 또 다른 도전과제를 제시했다. 이를 수행하는 한 가지 방법은 일련의 다중 안테나를 사용하는 것이다. 신호가 어레이로 보내지면 각 안테나는 약간 다른 각도에서 신호를 수신한다. 그런 다음 소프트웨어는 이 각도에서 소스의 위치를 3각 측량할 수 있다.

그러나 안테나 어레이는 드론이 운반하기에는 너무 부피가 커서 적어도 실내에서 안전하게 비행하는 드론 타입에는 맞지 않는다. 따라서 연구팀은 드론의 비행 경로를 참조점으로 사용해 태그의 위치를 ​​알아내는 방식으로 해결책을 다시 찾아냈다. 시스템에서 태그는 드론에 여러 신호를 빠르게 연속적으로 전송하며 날아다니는 드론의 특성상 여러 신호가 다른 각도로 도착하게 된다. 이는 소프트웨어가 다양한 신호로부터 도착하는 각도와 상호 비교하는 것을 가능하게 한다. 즉 안테나 어레이가 하나의 신호에 대해 도달하는 다중 각도를 어떻게 기록하느냐와 유사한 형태다.

그러나 문제는 여기서 끝나지 않았다. 드론 자체가 리더기와 관련해 움직인다는 점이다. 태그의 위치를 ​​파악하는 모든 처리는 판독기에 연결된 소프트웨어로 처리되므로 연구팀은 도달 각도 측정을 했을 때 드론의 위치를 고려해야만 했다. 그 해결책은 드론에도 RFID 태그를 부착하기로 결정한 것이다. 이를 통해 소프트웨어는 각 태그의 위치를 ​​파악할 때 드론의 위치까지 찾을 수 있었다.

초기에 RFID 판독기 바로 연결했다 추락하기도

이 프로젝트에서 연구팀은 499달러짜리 패롯의 ‘비밥 2(Parrot BEBOP 2)’ 드론과 각각 12센트짜리 에일리언 스퀴글(Alien Squiggle)의 패시브 RFID 태그를 사용했다. MIT 연구팀은 지난 8월 컴퓨터통신협회의 데이터통신 스페셜그룹(SCP) 회의에서 이 시스템을 소개했다. 연구팀은 초기에 드론에 RFID 판독기를 직접 연결했지만 판독기가 너무 무거워 드론이 추락하자 다른 솔루션을 찾은 것이다.

이번에 구축한 중계기는 35g으로 가장 가벼운 RFID 판독기의 무게 500g보다도 훨씬 가볍다. 연구팀은 드론 배터리로 중계기에 전원을 공급했는데 배터리 전력의 약 3%를 소비했다. 이는 드론의 평균 비행 시간 30분에서 2~3분을 줄이는 것이다. RFID 리더와 드론 중계기는 초당 최대 100개의 태그를 처리할 수 ​​있다. 또한 카메라 기반 시스템과 달리 태그 자체가 단순한 시야 상태에 있지 않더라도 상자를 확대 축소하고 기록할 수 있다.

당분간은 드론을 조종할 사람이 필요하지만 궁극적으로는 자율주행 가능한 소프트웨어를 개발하는 것이 아디브의 목표다. 이를 위해 매사추세츠에 있는 소매점과 협력해 실제 창고에서 초기 시스템을 테스트할 예정이다.

조인혜  ihcho@irobotnews.com
이 기사에 대한 댓글 이야기 (1)
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궁금
자동으로 바코드 붙여주는 기계랑 1+1으로 싸게 팔면 좋겠네요. 제가 일일이 하나하나 바코드 붙이는데 너무 힘들어요. 흑흑
(2017-11-24 14:19:50)
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