"포켓몬 고를 실내에서"..실내외 통합 GPS 기술은 韓이 제일

[이데일리 김현아 IT전문기자] “와이파이나 블루투스 같은 위치 인프라 없이도, 전 세계에 깔린 GPS를 활용해 실내외에서 정확한 위치 파악이 가능합니다. 이를 통해 중대재해법에 맞춰 근로자의 안전을 지키고, 어린이나 치매 노인을 신속하게 찾을 수 있습니다. ‘포캣몬 고’ 같은 증강현실(AR) 게임도 실내에서 가능해지고, 현재 위치 기반 AI 챗봇 개발도 진행 중입니다.”

한동수 KAIST 전산학부 교수(지능형 서비스통합 연구실). 사진=한동수 교수

최근 만난 한동수 KAIST 전산학부 교수(지능형 서비스통합 연구실)는 자신이 개발한 범용 실내외 통합 GPS 시스템 ‘카이로스(KAILOS, KAIST LOcating System)’를 소개하며, “실외 GPS 기술은 미국과 러시아, 중국이 앞섰지만, 실내 통합 위치 기술은 한국이 가장 앞서 있다”고 자신감을 내비쳤다. 과연 어떤 기술이기에 이렇게 자신만만할까.

어떤 기술인가?

GPS는 야외에서 내비게이션을 통한 운전이나 택시 예약 등에서 필수적인 시스템이다. 그러나 실내에서는 신호가 잘 잡히지 않는 한계가 있다. 이에 대해 한동수 교수 연구팀이 개발한 ‘카이로스’는 실외에서는 GPS로 위치를 추적하다가, GPS 신호가 잡히지 않는 실내로 들어오면 다양한 센서들이 복합적으로 작동해 보행자의 위치를 정확하게 파악한다.

이 시스템은 관성 센서, 기압 센서, 조도 센서 등을 활용한다. 예를 들어, 관성 센서는 보행자의 방향 변화를 감지하고, 기압 센서는 층별로 달라지는 기압을 측정하며, 조도 센서는 실내외의 밝기 변화를 활용하는 방식이다.

한동수 교수는 “여러 센서를 결합한 초소형 칩을 만들어 스마트폰에 내장하는 것이 목표”라며, “이런 다양한 센서에서 나오는 정보를 통합해 보행자 항법 기법(PDR), 인공지능(AI) 기반 실내외 전환 탐지 기법, AI 기반 건물 출입구 탐지 기법과 연계하니 오차가 거의 사라졌다”고 설명했다.

연구팀은 GPS, 와이파이(Wi-Fi), 블루투스 신호 칩과 관성 센서, 기압 센서, 지자기 센서, 조도 센서를 통합한 위치 전용 IoT 태그도 제작했다. 이 태그는 위성에서 직접 수신되는 L1 신호뿐만 아니라, 건물에 반사되는 L5 신호도 처리하여 도심 협곡에서도 높은 정확도를 유지할 수 있다.

실내외 통합 범용 IoT 위치 태그

위치 태그 하나면 충분

한 교수 연구팀이 개발한 위치 태그를 사용하면 LTE 신호가 제공되는 전 세계 어느 건물에서든 실내외를 구분하지 않고 정확한 위치를 추정할 수 있다. 이를 통해 다양한 실내외 통합 위치 기반 응용 서비스를 개발할 수 있다.

배터리 소모는 위치 서비스의 주기에 따라 다르지만, 실시간 서비스 조건이 완화된 환경에서는 배터리 충전 없이도 수일간 서비스를 제공할 수 있다는 점이 확인됐다.

한동수 교수는 “우리가 개발한 AI 기반 센서 표준 위치 인식 기술은 태그 형태로 개발되어 옷에 부착할 수 있다”며 “배터리가 더 작아지면 신발에도 부착할 수 있을 것”이라고 설명했다.

속초에서 모바일 AR 게임 ‘포켓몬 고’를 작동시켜 포켓몬을 잡는 모습. 조이시티 제공

활용 분야는?…위치기반 AI챗봇도 개발중

연구팀은 스마트폰을 위치 단말기로 활용하는 실내외 통합 GPS 앱을 개발했다. 이 앱은 위치 기반 안전, 편의, 엔터테인먼트 등 다양한 분야에서 폭넓게 사용될 수 있다. 또한, 연구팀이 보유한 ‘크라우드소싱 무선 라디오맵 구축 자동화 기법’과 결합하면 도시나 국가 단위의 정밀한 무선 라디오맵 구축도 가능할 것으로 보인다. 향후 도시 및 국가 수준의 라디오맵이 구축되면, 신뢰도 높은 실내외 통합 GPS 서비스를 제공할 수 있을 전망이다.

한동수 교수는 이 기술의 활용 분야가 무궁무진하다며, △중대재해법에 대비한 공장 안전 관리 시스템(스마트팩토리) △대형 쇼핑몰이나 박물관의 미아 찾기 서비스 △‘포켓몬 고’와 같은 위치 기반 AR 게임의 실내 운영 △실내외 위치 기반 AI 챗봇 △실내외 위치 기반 상권 분석을 통한 데이터 서비스 등을 예로 들었다.

현재 이 기술은 제일건설 경기도 부평 풍경채 아파트 건설 현장에서 개념 증명(PoC)이 진행 중이며, 포스코와도 PoC 협의가 진행되고 있다.

한 교수는 “위치 기반 AI 챗봇도 개발 중으로, 사용자가 특정 위치에 가면 AI가 관련 메시지를 제공하고 응답하며 근처 이벤트 장소와 내용을 안내받을 수 있다”고 설명했다. 또한, “소방관이나 경찰의 도움이 필요한 구조 요청에도 신속하게 대응할 수 있다”고 덧붙였다.

그는 “이번에 개발된 실내외 통합 GPS 시스템은 2022년 개발이 시작된 한국형 GPS 시스템(KPS)의 서비스 영역을 실내로 확장하는 데도 활용될 것”이라고 기대했다.

이 연구는 방위사업청의 재원을 받아 국방과학연구소의 지원(미래 도전 국방 기술 연구개발 사업)으로 수행됐다.