[2022.2월 ETRI 신기술] 재난현장에서 사람 찾는 레이더센서 외 2건
우리나라의 디지털 전환을 이끌어나가고 있는 정부부처중 하나인 한국전자통신연구원(ETRI)에서 22' 2월 발표한 신기술 3건을 함께 살펴보겠습니다.
1) 화재 등의 재난 현장에서 사람을 신속히 찾는 레이더 센서 기술
재난현장은 대부분 어둡고, 때로는 화재현장의 연기, 분진등으로 인해 효율적인 인명구조가 어려운 상황입니다. 이러한 현장 구조의 제한을 극복하기 위해 재난현장에서 소방대원의 헬멧이나 휴대하는 기기 형태를 개선하여 시야 한계를 극복하고 피해자의 호흡과 심장박동 등 생체신호를 탐지할 수 있는 기술을 개발했습니다.
개선에 사용된 인명탐지 시스템은 두가지 방식의 레이더 센서 반도체인데, 그 중 하나는 임펄스 무선 초광대역(IR-UWB) 레이더 센서입니다. 이 레이더 센서는 반사된 전자파를 이용하여 센티미터(cm)급 움직임도 알아낼 수 있습니다. 이를 통해 육안으로 확인이 어려운 상황 속에서 피해자의 호흡, 심장박동 등 생체신호를 탐지할 수 있게 됩니다.
두번째로는 고정밀 주파수변조연속파(FMCW) 레이더 센서 기술입니다. 해당 시스템을 통해 벽 뒤에 쓰러져 있거나 붕괴잔해물에 묻혀 움직임이 없이 호흡만 하는 사람도 탐지할 수 있습니다. 시스템의 크기는 대략 15cm x 20cm 크기인데, 향후 소방관의 휴대가 편리하도록 소형화를 추진할 계획입니다.
2) AI 기반 스트레스 관리 플랫폼
ETRI 연구진은 생체 데이터를 실시간으로 측정해 스트레스 상태를 분석 후, 개인 맞춤형 스트레스 솔루션을 제공하는 플랫폼을 개발중에 있습니다. 4차 산업혁명 시대에 들어서면서 스마트워치 등의 웨어러블 기기를 통해 헬스케어 산업의 기술들이 나날이 발전하고 있지만, 스트레스 솔루션과 연동되는 기술은 미흡한 실정입니다. 이에 ETRI 에서는 '웰마인드(Wellmind)'라는 어플리케이션을 통해 스트레스를 보다 효율적으로 관리할 수 있는 기능을 개발하고 활용 범위를 확대할 계획입니다.
웰마인드의 작동원리는 사용자의 웨어러블 기기, 센서 등에 연동하여 온도, 습도, 소음, 미세먼지, 조명 등 근무환경 분석 및 근무시간, 업무 스케쥴 등 작업정보까지 종합적으로 고려하여 스트레스를 측정한 다음, 수집된 모든 데이터를 AI 학습을 통해 판단하게 됩니다. 현재는 분석 모델의 정확도를 높이기 위해 학습데이터를 축적하는 단계이며, 스트레스 해소를 위한 VR 솔루션까지 포함하여 효과성을 검증 계획입니다.
3) 콘크리트 양생 품질 예측 모니터링 시스템
최근 중대재해인 건설현장의 붕괴 소식을 적지 않게 접하셨을겁니다. 콘크리트 양생 품질 예측 모니터링 시스템은 건물을 짓는 단계에 광섬유 센서를 콘크리트 내부에 심어 콘크리트 강도 예측이 가능한 기술이며, 이를 통해 건축물 뿐만아니라 댐, 송유관, 지하상수도관 등에 활용해 국민의 생명과 안전을 지키는데 큰 역할을 할 것으로 기대하는 기술입니다.
적용된 기술은 '광기반 다중 어레이 센서 시스템' 인데, 해당 기술을 통해 콘크리트 양생 시 발생하는 수화열을 측정할 수 있으며, 콘크리트 배합 비율, 내부 온도 및 외부 환경을 고려해 콘크리트 양생에 따른 장기강도의 예측도 가능해집니다.
또한, 콘크리트 단위면적(3m x 3m)당 1mm 크기의 광섬유를 삽입하여 센싱을 통해 건물 균열 등을 감지할 수 있습니다. 광섬유 기반 센싱기술은 기술 응용도 가능한데, 균열추이 모니터링, 외부소음측정 등으로 확장 가능하며, 인공지능 딥러닝 기술도 접목하여 기술 완성도를 높일 계획이라고 밝혔습니다.
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