▲ MIT 연구팀은 다수의 드론이 충돌하지 않는 새로운 알고리즘을 개발했다. (사진=MIT)

MIT 연구팀은 다수의 드론이 공중에서 충돌하지 않도록 하는 새로운 알고리즘을 개발했다고 MIT 뉴스가 지난달 29일(현지 시각) 보도했다.

MIT 연구팀은 지난 2020년 발표한 복수 에이전트 궤적계획기(multiagent trajectory-planner)인 ‘메이더’(MADER)를 업그레이드해 새로운 충돌 회피 알고리즘을 내놓았다.

기존 메이더 시스템은 드론 그룹이 충돌을 회피할 수 있는 최적의 궤적을 다른 드론들에게 공표(방송)한다. 각 에이전트(드론)는 자신의 이동 궤적을 동료 드론들에게 방송함으로써 각각의 드론들이 자신의 궤적으로 최적화할 때 다른 드론의 궤적을 고려한다.

하지만 연구팀이 메이더 시스템을 실제 드론으로 테스트한 결과 드론이 동료 드론의 궤적에 대한 최신 정보를 가지고 있지 않으면, 실수로 충돌을 초래하는 경로를 선택할 수 있다는 점을 발견했다. 통신 지연시 충돌 우려가 높아진다는 것이다.

연구팀은 메이더 시스템을 개편해 에이전트 간에 통신 지연이 발생하더라도 충돌 없는 궤적을 생성할 수 있는 다중 에이전트 궤적 계획기인 ‘로버스트 메이더’(Robust MADER)을 내놓았다.

연구팀 관계자는 “기존 메이더 시스템은 시뮬레이션 환경에선 잘 작동했지만 하드웨어에선 검증되지 않았다. 그래서 우리는 많은 드론을 만들어 날리기 시작했다. 드론들은 궤도를 공유하기 위해 대화해야 하지만, 일단 비행을 시작하면 실패를 야기하는 통신 지연이 발생한다는 점을 깨닫게 된다"고 말했다.

로버스트 메이더는 에이전트 간에 통신지연이 발생하더라도 충돌없는 드론 비행궤적을 생성할 수 있다. 로버스트 메이더는 비동기식으로 분산된 다중 에이전트 궤적 계획기다. 각 드론은 자체 궤적을 만든 다음, 근처의 드론과 충돌하지 않도록 최적화하고 자신의 궤적을 공표한다.

새로운 알고리즘은 통신지연 시간 동안 동료 드론으로부터 추가 궤적 정보를 받으면 새로운 궤적을 버리고, 최적화 과정을 다시 시작한다. 궤도의 공유 지연을 피하기 위해 모든 드론은 '지연 점검 시간(delay-check period)'을 갖고 있으며, 새로운 궤도가 안전한지 확인하기 위해 다른 에이전트의 통신을 반복적으로 확인하는 데 일정 시간을 소비한다.

연구팀이 시뮬레이션과 실제 비행 실험에서 로버스트 메이더를 테스트한 결과 100%의 성공률을 보였다. 6대의 드론과 2대의 공중 장애물로 테스트한 결과 로버스트 메이더는 모든 충돌을 회피했으나 기존 메이더 알고리즘은 7회의 충돌을 유발했다.