메타버스에서 다수 사물 한번에 조종하는 초정밀 위치인식 기술 개발

KAIST, 초정밀 대규모 사물인터넷 위치인식 기술

(지디넷코리아=한세희 과학전문기자)1㎝ 이하 단위로 위치를 정밀하게 인식해 사물인터넷 기기나 로봇의 미세한 움직임을 조종하는 기술이 나왔다. 초실감 확장현실(XR) 환경에서 가상 세계와 현실을 연결하는 인식 기술로도 활용 가능하다. 

KAIST(총장 이광형)는 전기및전자공학부 김성민 교수 연구팀이 무전원 태그를 사용, 160m 장거리에서 7㎜ 단위의 정확도로 1천 개 이상의 위치를 동시 인식하는 초정밀·대규모 사물인터넷(IoT) 위치인식 시스템을 개발했다고 8일 밝혔다. 5m 이내 단거리에선 0.35㎜ 정확도로 인식할 수 있다.

연구진이 개발한 무선 태그는 신호가 방해 신호와 주파수 영역에서 완전히 분리돼 신호의 질을 100만 배 이상 높인다. 이를 통해 초정밀 위치 인식이 가능해진다. 

개발된 태그 100개를 1제곱미터 안에 10x10으로 배치하여 동시 위치 추적 실험을 진행하였다. (우) 실험 결과, 각 태그의 x, y, z 방향 정확도는 각 10, 16, 6mm로 확인되었다.(자료=KAIST)

이 기술을 접목하면 XR에서 다량의 사물인터넷을 손가락의 미세한 움직임만으로 쉽게 제어할 수 있어 몰입감을 높일 수 있다. 1천개 이상의 태그를 0.5초 이하에 동시 인식할 수 있어 수많은 기기를 실시간 조작할 수 있다.

최신 실내 측위 기술인 차세대무선기술(UWB)에 비해 300배의 정확도와 10배의 탐지 거리, 100배의 확장성을 갖는다고 연구진은 밝혔다. 또 실외에서만 활용 가능한 GPS 위치 인식 기술과 달리 다양한 실내외 환경에서 쓰 수 있다.

이 태그는 스스로 무선 신호를 생성하지 않고 주변 신호를 반사해 통신한다. 마치 거울과 같은 원리로, 신호 생성에 필요한 전력을 아낄 수 있어 초저전력으로 동작한다. 이에 태양전지로 동작하거나 코인 전지 하나로 40년 이상 구동할 수 있어, 대량 운용에 적합하다.

5개의 태그를 휴머노이드 로봇의 몸통 및 팔, 다리에 부착하여 움직임을 동시 추적하는 실험을 진행하였다. (우) 실험 결과, 최대 17cm/s의 속도로 움직이는 태그의 위치를 x, y, z 방향 각 4, 4, 3mm 정확도로 인식하였다.(자료=KAIST)

김성민 교수는 "스마트팩토리 등 산업체를 넘어, XR 등 민간에서도 포괄적으로 사용가능한 IoT 상호적용 기술"이라며 "전방위적인 위치인식 기술의 보급을 가능하게 할 것"이라고 밝혔다. 

이 연구는 국제 학술대회 'ACM 모비시스(ACM MobiSys)' 2023에서 최근 발표됐다. 논문명은 'Hawkeye: Hectometer-range Subcentimeter Localization for Large-scale mmWave Backscatter.이다. 

한세희 과학전문기자(hahn@zdnet.co.kr)