안전사고와 재난·재해는 사전에 정밀하게 잘 관리하고 대비하지 않으면, 예측하지 못한 순간에 발생해 인명과 재산은 물론 국가경제에 까지 큰 피해를 입힐 수 있다.

 

아주대학교의 ‘MR-IoT융합 재난대응 인공지능 연구센터(센터, 센터장 노병희 교수)에서는 과학기술정보통신부 대학ICT 연구센터의 사업 지원을 통해 사물인터넷 (IoT, Internet of Things), 인공지능 (AI, Artificial Intelligence), 증강·혼합현실 (MR, Mixed Reality) 등의 4차 산업 혁명을 견인하는 주요 기술들을 융합해 안전사고와 재난의 예방 및 대응에 효과적으로 활용하기 위한 연구를 수행하고 있다.

 

 

센터에서는 혼합현실에 사물인터넷과 인공지능을 융합해 다양한 재난 및 안전을 예방하는 시스템과 기능들을 통합적으로 수용해 적용하고자 ‘MR-IoT/AI 융합 플랫폼’의 구조를 설계한다. 이를 구현하기 위해 재난 안전과 관련 연구를 정부 부처, 산업체들과 협력해 수행하고 있다.

 

센터에서 혼합현실을 중심으로 한 융합 플랫폼 및 응용 서비스를 연구하는 이유는 다음과 같다.재난 대응은 중앙관제센터, 현장 지휘소, 현장 요원, 현장 상황, 그리고 구조를 필요로 하는 사람 또는 사물들과 이를 지원하는 다양한 형태의 자원 및 자료들이 혼재하는 복합 상황에서 수행된다. 

 

 

또 혼합현실은 센서 및 이미징 기술을 사용해 현실 상황에 디지털정보와 가상환경 등 복합정보를 오버레이 하면서 이들과 상호작용이 가능하게 할 뿐만 아니라, PC나 스마트폰과 달리 손의 자유로움을 제공해 재난 대응에 큰 역할을 할 수 있을 것으로 분석된다. 여기에 혼합현실은 최근 메타버스와 연계해 스마트폰 이후의 정보교환 수단으로서의 미래 시장적 가치가 매우 크기 때문이다.

 

아주대 노병희 교수 연구팀은 지난 4년간의 연구로 MR-IoT와 AI의 융합 플랫폼 프로토타입 개발을 완료해 산업체들과 협력으로 이를 고도화시키고 다양한 분야에 활용하기 위한 연구 개발을 활발히 진행하고 있다.

 

 

연구의 초기에는 상호 이질적 특징을 갖고 독립적으로 활용되고 있는 홀로렌즈 등 MR 장치와 IoT 서비스 시스템 간 각종 정보를 제한없이 교환하고 접근해 활용할 수 있도록, 국제 IoT 관리 표준인 ‘oneM2M’을 기반으로 한 MR-IoT융합 정보교환 아키텍처를 설계하고 구현했다. 이는 기존의 PC나 스마트폰 등 사람의 손과 시선을 고정 활용해 IoT 서비스를 활용하는 종래의 상황에서, MR 장치를 사용해 손과 시선을 자유롭게 활용, 다양한 응용이 가능하도록 했다.

 

최근에는 급변하는 IoT 및 MR의 생태계를 고려해 클라우드 서비스의 등장으로 각광받는 아키텍처 스타일인 마이크로서비스 아키텍처를 적용한 MR-IoT/AI융합 플랫폼으로 확장했다. 마이크로서비스 아키텍처는 대규모의 서버 어플리케이션을 작은 단위의 서비스인 마이크로서비스로 나누고 독립된 환경을 구축하는 소프트웨어 설계 패턴이다.

 

 

각 플랫폼과 장치들을 마이크로서비스 또는 마이크로서비스 집합으로 간주하고, 플랫폼이나 장치들 간 필요한 통신만을 정의하고 결합해 특정형식의 의존성을 최소화할 수 있다. 따라서 유지 보수, 새로운 환경으로의 배포가 용이하며, 장치나 플랫폼 교체, 진보된 신기술의 추가 반영 등 확장성 측면에서도 강점이 있다.

 

이 같은 설계를 기반으로 초기에 개발한 MR-IoT 융합 플랫폼에 AI 플랫폼, 영상 스트리밍 서비스, 엣지컴퓨팅, 웹 어플리케이션 등 다양한 상용 서비스들을 유기적으로 융합해 MR-IoT/AI융합 플랫폼상에서 다양한 응용 서비스 설계 및 구현이 가능하게 됐다. 특히, 안전과 재난의 구분이 다채롭고 이에 대응하는 접근방법과 기능들도 다양하며, 이를 하나의 플랫폼상에서 제공할 수 있다.

 

 

위 사진은 MR 장치, IoT 시스템, AI 서버들, 다자간협업 플랫폼, 웹서비스들이 본 센터에서 개발한 MR-IoT/AI융합 플랫폼상에서 현장과 상황통제실간에 현장 전문가들이 협업해 동작하는 상황을 보여준다. 현장요원의 MR 장치 영상으로부터 AI 서버가 사물과 현장공간을 인지한다.

 

인지한 현장에서 현장요원의 임무에 필요한 IoT 복합정보를 제공한다. MR 화면과 복합정보를 통제센터에서 공유한다. 상황통제실에는 전문가들이 현장 상황을 공유하면서 협력 대응 방안을 논의한다. 이로써 여러 현장들이 표현돼 상황을 종합적으로 판단하고 현장요원이 대응하도록 한다. 특정 사물이나 위치에 대한 정밀한 드로잉이 사물의 움직임에 대응해 표현된다.

 

 

센터에 참여하는 남서울대 송은지 교수팀은 화재에 대응하는 가상훈련 시스템을 개발하고 있다. 이 시스템은 HMD와 트레드밀을 활용해 몰입형 화재 대응 4D 가상훈련 프로그램을 제공한다. 훈련하는 과정을 통해 예상하지 못한 행동 패턴으로 재난에 대응하지 못하는 사람들이 발생할 경우를 대비해 행동 사례를 데이터베이스화 하면서 진화할 수 있도록 했다.

 

현재 실생활 속 모습을 가상환경으로 제공하는 시스템 통해 센터에서 개발한 MR-IoT/AI융합 플랫폼과 연계하면서 현실 상황과 연속된 복합정보를 제공한다. 여기에 지능적으로 안전 및 재난을 예방하고 대응할 수 있도록 다양한 상황을 게임적 요소로 구성해 몰입할 수 있도록 할 계획이다.

 

 

[ 경기신문 = 김민기 기자 ]