3중 엑스선으로 땅속 정밀 투시…"지뢰탐지·유해발굴 활용"

다중 디지털 엑스선원 기반 지면투과 탐색 기술로 다양한 물체를 영상화한 모습. ETRI 제공

국내 연구팀이 방사선인 엑스선을 조합, 땅속을 투시해 땅속 물체 형상이나 물질 종류를 고해상도로 영상화할 수 있는 기술을 개발했다. 비금속성 지뢰·폭발물 탐지, 국군 유해 발굴, 범죄 수사 등에 활용될 것으로 기대된다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 정진우 지능형부품센서연구실 책임연구원팀이 다중 디지털 엑스선을 활용해 지면 아래 물체의 형상과 물질을 구분할 수 있는 탐색기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

보통 지면 투과 탐색에 사용되는 지면투과레이더(GPR) 장비는 지면 깊은 곳까지 탐색할 수 있지만 신호 분석에 전문가 도움이 필요하고 해상도가 낮다는 단점이 있다. 물체를 이루는 물질의 정확한 구분도 어렵다.

ETRI 연구팀은 2015년에 ETRI에서 개발한 디지털 엑스선 발생장치(엑스선원)를 지면 투과 탐색기술에 적용했다. 기존 아날로그 엑스선 발생장치(엑스선원)은 2000℃ 이상 고온으로 가열된 필라멘트가 필요하지만 디지털 엑스선원은 탄소나노튜브(CNT)를 활용해 고온 가열 없이 전기신호만으로 정확한 엑스선을 빠르게 만들 수 있다.

여러 광원에서 나오는 엑스선을 지면에 조사한 뒤 반사되는 엑스선의 강도와 스펙트럼 정보를 인공지능(AI)으로 학습시키면 물체의 형상과 물질 종류를 높은 정확도로 구분할 수 있다.

다중 디지털 엑스선원 기반 지면투과 탐색 기술 원리와 땅속에 묻힌 플라스틱(빨간색)과 돌(파란색)을 영상으로 구분하는 모습. ETRI 제공

연구팀은 실험실에서 여러 개의 엑스선으로 탐사 영역을 확대하고 탐색 시간을 단축할 수 있다는 사실을 증명했다. 디지털 엑스선원 3개가 장착된 30cm 길이의 벽돌 모양 모듈을 만들어 약 10cm 깊이 흙 속에 파묻힌 돌, 뼈, 나무, 펜, 드라이버 등을 영상화하는 데 성공했다. 사물의 형태와 종류를 직관적으로 파악할 수 있었다.

연구팀은 향후 기술을 고도화해 수 미터 깊이도 탐지할 수 있도록 할 예정이다. 산악 등 험지에서 쉽게 활용하도록 배낭으로 메고 다닐 수 있는 로봇 형태의 장비로 구상 중이다.

정 책임연구원은 "좁고 험준한 산악 지형이 많은 우리나라 환경에 적합한 지면 투과 탐색 장비를 개발했다"며 "군 장병들을 지뢰, 폭발물 등으로부터 보호하고 20년 동안 10%만 발굴된 국군 전사자 유해 발굴 사업에 도움이 되고자 개발한 연구결과"라고 밝혔다.

다중 디지털 엑스선원기반 지면투과 탐색 기술 개발에 참여한 ETRI 연구진. ETRI 제공

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]