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초연결 초지능 초실감 3超기반 기술 360억 투입

기사승인 2017.03.11  21:39:57

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- ETRI, 3초(超)기반 11개 전략중점연구 본격 시작

- 2022년까지 6년간 연구통해 핵심원천기술력 보유
- 초연결인프라·초지능정보사회·초실감서비스 실현

국내 연구진이 제4차 산업혁명에 발맞춰 초연결, 초지능, 초실감을 기반으로 올해 중점 추진할 11개 전략 중점연구를 발표했다.
ETRI(한국전자통신연구원)는 올해부터 추진하는 전략 중점연구의 일환으로 ‘심혈관 질환을 위한 인공지능 주치의 기술개발’ 등 11개 기술을 본격 개발하기로 했다.
연구진은 특히 기획대상 과제로 탑다운형 중대형 기술 5개 과제에 215억 원, 우선추진 단위기술 6개 과제에 145억 원을 투입해 올해 연구비로 총 360억 원을 투입한다고 밝혔다.
본 사업은 미래창조과학부에서 ETRI의 안정적 연구활동을 지원하고 고유기능에 부합하는 ICT분야의 중장기 원천 및 핵심기술 개발 추진의 일환으로 수행하는 과제다.
ETRI는 특히 이번 수행하게 되는 전략 중점연구 과제가 제4차 산업혁명의 핵심이라 할 수 있는 초연결, 초지능, 초실감의 3초(超) 기술에 기반을 둔 기술들 이라고 설명했다.
먼저 ETRI는 안전하고 스마트한 초연결 인프라 구현을 위해 △초연결 지능 인프라 핵심기술 △메트로 엑세스 네트워크용 200Gbps 광트랜시버 기술 △선제적 주파수 공급을 위한 시공간적 스펙트럼 엔지니어링 기술 등을 개발한다.
아울러 스스로 학습 진화하는 초지능 정보사회 구현을 위해 ETRI는 △심혈관 질환을 위한 인공지능 주치의 기술을 비롯해 △운전자 주행경험 모사기반 일반 도로상의 자율주행 4단계를 지원하는 주행지능엔진 개발 △양자 광집적회로 원천기술 등을 연구한다.
또한 삷의 질 향상을 위한 초실감 서비스를 위해 △초실감 테라미디어를 위한 AV부호화 및 LF(Light Field)미디어 원천기술 △초고품질 UHD(UHQ) 전송기술 △스킨트로닉스를 위한 감각 입출력 패널 핵심기술 등을 추진한다.
이외에도 초연결과 초지능이 융합된 기술로 ‘네트워크 기반 자율무인이동체 핵심인프라 기술’과 초지능과 초실감이 융합된 기술로 ‘신체기능 이상이나 저하를 극복하기 위한 휴먼청각 및 근력증강 원천기술’도 개발한다.
ETRI 김봉태 미래전략연구소장은 “ETRI가 추진하는 11개 기술은 총 202개의 기술제안을 받아 최종 심사를 통과한 기술로 향후 4차 산업혁명을 선도하기 위한 핵심기술이다”고 말했다.
ETRI는 11개의 전략중점연구개발이 종료되고 개발된 기술들이 상용화되는 오는 2022년경에는 초연결 인프라 구현·초지능 정보사회 구현·초실감 서비스 실현이라는 기술전략목표를 달성할 것으로 기대한다고 밝혔다.

연구개발과제 기술소개

■과제명 1 : 초연결 지능 인프라 원천기술 연구개발

초연결 지능사회(IDX 2025) 실현을 위한 혁신적 초연결 지능 인프라(이하 디지털 커넥톰 Digital Connectome) 기술 개발 및 개방형 생태계를 구축하는 것이다.
초연결 지능사회는 사물 중심 Massive Connectivity와 사물에서 산출되는 무한 수준의 Data를 기반으로 산업간 경계가 소멸되고 혁신적, 창의적 新산업이 창출됨으로써, 4차 산업혁명과 ICT 기반의 안전하고 편리한 국민생활을 지향하는 디지털 사회이다.
현재의 비실시간 IoT 정보 수집 및 처리, 속도/용량 중심 전달 인프라, 응용별 수동적 Silo 인프라 개별 구축 및 운용, 문제 발생 시 접점형 처리의 중앙집중식 보안 인프라, 폐쇄형 인프라는 공유·자율 사회경제 체계에서 창의적 파괴적 혁신이 창발되기 위한 인프라로의 역할 및 기술적 한계에 직면하고 있다.
초연결 지능사회를 위하여 다양한 초연결·초실감·초지능 응용의 KPI에 맞는 가상 인프라를 자율적으로 선제 제어하고(자율 제어), 초연결 사물로부터 수집되는 데이터를 실시간 분석하여 상황을 인지함으로써 지능형 정보를 생성하며(지능), 생성된 정보를 응용별 요구사항에 맞게 정밀 전달하고(응용 맞춤 전달), 응용별 엔터티간 독립적인 관계형 신뢰를 보장함으로써(초분산 신뢰), 인프라의 하드웨어, 소프트웨어, 플랫폼, 데이터 뿐만 아니라 지능까지 개방형으로 제공함(개방형)으로써 초연결 응용의 혁신적 창발 기반을 제공하는 초연결 지능 인프라를 연구개발한다.

■과제명 2 : 초실감 테라미디어를 위한 AV부호화 및 LF미디어 원천기술 개발
다양한 실감미디어의 고도화 및 구조적 공간 형성을 통해 몰입감과 공간감을 극대화하는 초실감 테라미디어를 위한 AV부호화 및 LF(Light Field)미디어 획득/재현 원천기술 개발이다.


■과제명 3 : 안전한 무인이동체를 위한 ICT 기반기술 개발
초저지연 네트워크의 지원 하에 안전하고 자율적으로 임무를 수행하는 무인이동체이다.
새가 날아다니듯이 자연지형, 인공구조물, 타 비행체 등의 장애물을 피하면서 인간이 정의한 임무를 자율적으로 계획하고 수행하는 무인이동체이다.
안전 보장 플랫폼, 환경·상태 모니터링 및 위험회피 등을 통한 사고율 zero 지향과 초저지연무손실 네트워크 기반 무인이동체-통제장치/서버 간 실시간 정보 교환 및 원격 데이터 처리이다.

■기술과제면 4 - 신체기능의 이상이나 저하를 극복하기 위한 휴먼 청각 및 근력 증강 원천 기술 개발

ㅇ 휴먼 증강 기술: 약화되거나 상실한 인간의 능력을 기술적으로 보완하거나 다른 능력으로 대신할 수 있게 하는 것으로 신체 증강 기술과 인지 증강 기술로 구분

ㅇ 휴먼 신체 증강 기술: 신체능력(예: 감각능력, 운동능력)과 관련된 휴먼 증강 기술

ㅇ 장애인, 고령자의 독립생활과 사회생활 유지를 가능하게 하는 IT 기반의 감각 및 근력 보조 제품 및 서비스 개발에 기여

ㅇ 궁극적으로 기술 개발을 통해 사회적 약자 및 고령화 사회의 문제 해결

  - (경제) 경제활동인구 감소에 따른 노동생산성 및 잠재성장률 하락 문제와 증가하는 의료비 및 노인 부양비 문제 해소
  - (사회) 소외/취약계층(장애, 노인 등)의 사회적 고립, 사회적 지위/역할 상실 등으로 인한 갈등 해소
  - (문화) 노년에 대한 불안 해소와 활기찬 노인문화 형성, 인식 변화 등 유도
     * 우리나라 2026년 초고령 사회(65세 이상의 인구가 총인구의 20%이상) 진입 예상
     * 빠른 고령화로 경제인구 급속 감소 65세 이상 노인인구 3.1%(1970) → 24.3%(2030)


■과제명 5 : 심혈관 질환을 위한 인공지능 주치의 기술 개발

ㅇ 조기진단 의료지능 구현을 위해 급속하게 증가하고 있는 여러 병원의 진료기록과 현장에서 측정된 개인건강기록(현장형 바디 스캐너)을 의료 AI 클라우드 기술로 동시에 학습할 수 있는 다기관 협진형 앙상블 딥러닝(Dr. AI) 기술

■과제명 6 : 양자 광집적회로 원천기술 연구
ㅇ 광자 및 실리콘 기반 양자 큐비트 생성/제어/측정 집적회로 소자 원천기술 연구 및 다중 큐비트 확장성 구현을 위한 광자 기반 광집적회로 모듈 개발
  - 단일광자 광원, 광도파로 기반 게이트 회로, 단일광자 검출기로 구성된 광집적회로 및 실리콘 반도체 양자소자 기반기술 확보
  - 광자 기반 다중 큐비트 간 얽힘 구현, 게이트 동작 및 양자연산 수행 광집적회로 모듈 개발을 통해 큐비트 확장성 및 환경 안정성이 있는 양자 컴퓨터 원천기술 연구

 ■과제명 7 : Skintronics를 위한 감각 입출력 패널 핵심 기술 개발 

ㅇ 인간의 피부 감각을 가상의 감각으로 이미징 및 재현할 수 있는 전자 소자 기술
  - 전자기기나 인간의 피부 어디에나 부착되어 감각 입출력 기능을 수행
  - 피부 감각의 종류 및 해상도를 모사할 수 있는 대면적/고집적 실감 입출력 디바이스 기술
  - 휴머노이드/의수 등의 인공 전자 피부, 가상현실용 감각 디스플레이 등으로 응용 가능


■과제명 8 : 초고품질 UHD (UHQ) 전송 기술 개발

ㅇ 단일주파수망 기반의 대용량 전송 기술, 다계층 LDM 송수신 기술, 다양한 전송 다중화 기술 결합을 통한 다중서비스 전송 기술 개발로  초고품질 UHD(UHQ) 및 통합 방송서비스 제공
- SFN-MIXO (MISO/MIMO) 기술: 단일주파수망에서 다중 송수신 안테나를 이용한 전송용량 증대 기술
* MFN/SISO 기반의 4K UHD 전송 기술에서 SFN/MIXO 기반의 초고품질 UHD(UHQ) 전송 기술로 발전
  - 다계층 LDM 송수신 기술: 기존 2계층의 LDM을 기반으로 다계층 LDM 최적화 기술, 오류정정부호 및 변조 기술을 포함한 전송 기술
- LDM/TDM/FDM 결합 기반 다중서비스 전송 기술: 계층/시간/주파수 자원의 다중화 기술 간의 결합으로 높은 전송 효율을 가지는 전송 기술
* 2계층 LDM 기반의 다중 서비스에서 다계층 LDM 기반 및 LDM/TDM/FDM 결합 다중 서비스로 발전


과제명 9 : 메트로 액세스 네트워크용 200Gb/s 광트랜시버 기술 개발

ㅇ 5G, 빅데이터, IoT 등 초연결 서비스로 인해 유무선 가입자 및 데이터 센터 간 트래픽이 빠르게 증가할 것이며, 이로 인해 소형 메트로 광전송 수요가 급증할 전망. 경제성이 탁월한 직접 수신(direct detection) 방식과 대용량, 고효율 전송이 가능한 고차(high-order) 변복조 방식을 이용하여 80km 전송이 가능한 200Gb/s급 광트랜시버 핵심 기술 개발

 * 기존 메트로 액세스 네트워크의 경우에는 파장당 10Gb/s 속도의 NRZ-OOK 방식의 광트랜시버나 고가의 코히어런트 방식의 광트랜시버만 존재. 본 기술 개발을 통해 파장당 속도는 10Gb/s에서 50Gb/s로 5배 증가하고, 광트랜시버당 전송용량은 100Gb/s에서 200Gb/s으로 2배 증가

과제명 10 : 운전자 주행경험 모사기반 일반도로환경의 자율주행4단계(SAE)를
 지원하는 주행판단엔진 개발

ㅇ 주행판단엔진은 다양한 도로 운행조건에서 도로환경과 교통문화를 반영한 운전자의 주행경험데이터로 부터 운전자의 인지와 행동을 분석하여 사전에 정의되지 않은 정상상황 및 돌발상황에 대해 지능적으로 학습하여 대처하는 주행판단 SW임
  - 기존 자율주행 분야의 인공지능기술*은 인지를 위해 차량에 장착된 센서를 이용한 영상 등의 입력으로부터 차선이나 보행자 등의 모델을 학습하는데 활용
  - 그러나, 인지 대상은 정해진 형태를 가진 차선이나 일부 형태의 변형은 추정이 가능한 보행자 수준으로 학습되지 않은 돌발 상황에 대한 대안이 없음
  - 이러한 개별센서 또는 융합센서를 활용한 자동차 전용도로에서의 부분적인 자율주행기술은 자율주행단계 중 2 또는 3단계(SAE** 기준)이며, 시스템의 불안정 시에는 운전자가 운전 제어권을 수행해야 하는 자율주행서비스 임
  * 컴퓨터가 무한대 경우의 수로부터 스스로 학습하여 분석적 모델을 만들어 내는 ‘머신러닝(기계학습)’을 활용한 기술이며, 주가 예측, 자연어 처리, 자율주행자동차 분야에 활용되는 정보처리의 핵심기술
  ** SAE(Society of Automotive Engineers, 미국자동차기술학회)에서 표준 정의된 SAE-2단계는 복합기능의 자동화, SAE-3단계는 제한적 자율주행이며, SAE-4단계는 도로조건에 따라 완전자율주행기술 단계임

■과제명 11 : 선제적 주파수 이용을 위한 시·공간적 스펙트럼 엔지니어링 기술 개발

ㅇ 시·공간적 스펙트럼 엔지니어링 기술은 새로운 주파수대역의 전파모델을 개발하며, 기술진화에 따른 신규 간섭분석기술 개발을 통하여 이기종 서비스간 혼·간섭 분석과 간섭영향 측정을 통하여 선제적 주파수를 공급하기 위한 전파자원 기술개발

 

 

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