KAIST 김성민 교수팀 “초정밀 실내 위치 추적 기술 개발”

스마트 팩토리에서 사각지대 없이 정밀하게 위치를 추적하는 기술이 국내에서 세계 최초로 개발됐다.

KAIST는 전기및전자공학부 김성민 교수 연구팀이 목표물에 무전원 태그를 부착, 장애물에 가려진 상황에서도 3차원으로 위치를 추적(‘㎝’ 이하의 정확도)할 수 있는 기술을 개발했다고 5일 밝혔다.

김성민 교수팀이 개발한 위치 추적 기술은 장애물을 우회하는 반사 신호를 활용해 사각지대 없는 위치 추적을 가능케 한다. KAIST 제공

연구팀이 최초 개발한 무선 태그는 기존 기술(Ultra Wide Band·UWB) 대비 반사성이 10배 이상 높은 밀리미터파(mmWave)를 활용해 장애물을 우회하는 반사 신호를 확보함으로써 사각지대 없는 위치추적을 가능케 한다.

반사의 방향에 따라 고유한 신호를 발생시키는 태그가 각 신호의 전파 경로를 파악해 목표물의 위치를 추적하는 원리다. 밀리미터파는 30GHz~300GHz의 주파수를 갖는 전파로, 5G와 6G 등 차세대 표준으로 쓰이게 될 대역이다.

특히 연구팀이 개발한 무선 태그는 스스로 무선 신호를 생성하는 대신 주변의 신호를 반사하는 방식으로 작동한다. 이는 주변 빛을 반사하는 거울처럼, 신호 생성에 필요한 전력을 아껴 초저전력으로 동작할 수 있게 한다. 가령 태양전지 등 무전원으로 동작하거나 코인 전지 하나로 40년 이상을 구동하는 것이 가능해 대량 운용에 적합하다는 것이 연구팀의 설명이다.

여기에 가구와 전자제품 등 다양한 실내 장애물 때문에 작동 범위가 제한되는 기존 기술의 문제점을 해결하고, 15배 이상 높은 3차원 위치 정확도(8.3㎜)를 갖는 점도 강점이 된다.

이러한 강점은 향후 스마트 팩토리 및 증강 현실(AR) 등 광범위한 위치 기반 서비스에 활용될 가능성을 높인다. 잦은 연결 장애를 겪는 기존 기술에 비해 보다 안정적으로 실내 목표물의 정확한 위치를 추적할 수 있다는 점에서 활용 영역과 빈도가 늘어날 수 있다는 맥락이다.

김성민 교수(왼쪽 두 번째)가 배강민 박사과정(공동 제1저자), 문한결 박사과정(공동 제1저자)과 ‘ACM MobiSys’ 2024 최우수논문상을 수상한 후 기념촬영을 하고 있다. KAIST 제공

연구팀은 이 연구결과를 토대로 모바일 컴퓨팅 분야에서 최고 권위를 인정받는 국제 학술대회 ‘ACM MobiSys’에서 2022년과 2024년 각각 최우수논문상을 수상하는 성과도 거뒀다. 이 학회에서 2회 이상 최우수논문상을 받은 연구팀은 김성민 교수 연구팀과 미국 미시간대 그리고 예일대 뿐(주저자 기준)이라고 KAIST는 소개했다.

김성민 교수는 “태그는 천장 타일이나 컴퓨터 본체 등 주변 사물을 반사체로 이용해 임의의 실내 환경에서 사각지대 없이 작동한다”며 “실내 위치 추적의 안정성 문제를 해결함으로써, 포괄적인 위치 기반 서비스가 확대 보급될 수 있기를 기대한다”고 말했다.

한편 이번 연구는 정보통신기획평가원 ITRC 혁신도약형과제와 삼성미래기술육성사업의 지원을 받아 수행됐다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr