▲ [사진 = ㈜에이엠오토노미]

스마트팩토리, 메타버스 등 가상공간과 실제공간을 연동해 얻을 수 있는 효과가 주목을 받고 있는 가운데 이를 가능케 하는 디지털 트윈 기술이 함께 주목을 받고 있다. 디지털 트윈이란 실제와 동일한 3차원 모델을 만들고, 현실 세계와 가상의 디지털 세계를 데이터를 기반으로 연결하는 기술이다. 가상공간 내의 물체를 조작하면 실제공간의 물체도 조작되는 식으로 직접 현장에 있지 않아도 현장에 일어난 이변을 파악할 수 있으며, 그와 동시에 공장 등에서 운송 로봇 등을 운용할 때도 쓸 수 있어 큰 주목을 모으고 있다.
하지만 이러한 디지털 트윈이 완벽하게 운용되기 위해서는 정확한 매핑이 필수적 선행되어야 한다. 매핑한 결과가 실제 공간과 차이가 크면 에러가 생겨 오히려 정상적인 운용을 방해할 수도 있으며, 특히 사람이 직접 측정하기 어려운 공간이 있는 경우도 많아 이 점이 디지털트윈을 운용하는데 난점으로 작용하고 있다. 그런 만큼 좀 더 분야를 확장하기 위해서라도 정확하고, 공간에 구애를 받지 않는 매핑 기술이 필요한 상황이다. 이런 가운데 국내 중소기업 ‘㈜에이엠오토노미(대표 신용득)’에서 오차를 최소화하고 정확한 3차원 공간 매핑을 위한 혁신적인 솔루션을 선보이며 관련 업계에서 많은 주목을 받고 있다.

▲ [사진 = ㈜에이엠오토노미]

SLAM 기술을 통해 3차원 매핑, GPS가 필요 없는 이동형 매핑장치, ‘맵토치(MAP TORCH)’
6km 이동한 공간을 4시간에 매핑 완료! 실내 로컬 오차 0.023m, 실외누적오차 0.182%에 불과
㈜에이엠오토노미는 라이다센서와 SLAM 기술을 활용해 공간을 3차원으로 시각화하는 3차원 매핑에 특화된 스타트업이다. 2007년부터 정부출연연구소 로봇그룹에서 라이다 센서를 이용한 자율주행 로봇을 연구해왔으며, 이 과정에서 SLAM에 집중했다. SLAM은 로봇 등 라이다 센서를 장착한 장치가 목적지로 움직이기 위해 스스로 위치와 방향을 파악하고 지도를 작성하며 이동하는 기술로, GPS(위성항법장치)가 없어도 현재 위치를 정확히 파악할 수 있다. ㈜에이엠오토노미는 국내에서 SLAM 기술 분야에 관한 독보적인 기술력을 보유한 기업으로 이를 활용해 실내 공간 측정 분야에서도 그 기술력을 널리 인정받고 있다.
이러한 기술력을 활용해 개발된 것이 핸드헬드형 이동형 매핑 장치(MMS, Mobile Mapping System) ‘맵토치(MAP-TORCH)’다. 기존에 주로 사용되던 고정형 장비는 물론이고 이동형 매핑 장치 또한 모두 GPS에 의존했기 때문에 장소의 특성에 큰 영향을 받았다. 하지만 SLAM 기술을 적용한 맵토치는 GPS에 의존하지 않기에 장소에 제약을 받지 않고, 결과물에 대한 오차도 매우 적다. ㈜에이엠오토노미 신용득 대표는 “전후방과 좌우, 단순하게 이뤄졌던 2차원 공간 정보를 넘어서 위, 아래까지의 한 차원을 더함과 동시에 공간에 대한 모든 정보를 빠르게 파악할 수 있다”고 언급하며, 장비를 설명했다.
우선 맵토치의 가장 큰 장점은 맵 스캔 능력이 탁월하다는 것이다. 맵토치에는 1초에 30만개 거리를 측정할 수 있는 라이다 센서가 부착되어 이를 이용해 이동하면서 공간을 스캔하는 방식으로 매핑을 한다. 신용득 대표는 “맵토치는 공간을 이동하며, 3차원 공간정보를 획득하는 장비다. 전원을 킨 후에 장비를 들고 공간을 돌아다니기만 하면 정확한 3차원 공간정보를 획득할 수 있다”라고 언급했다. 이때 발생하는 실내 로컬 오차는 0.023m정도며, 실외누적오차 또한 0.182%에 불과하다. 이는 세계에서도 손에 꼽을 정도로 낮은 오차율 수치로 한국산업기술시험원으로부터 성능 인증까지 끝마쳤다. 공간에 관한 데이터를 빠르게 파악할 수 있음은 한 대기업과의 검증 테스트서 증명되었는데, 기업 공장의 3차원 매핑을 맵토치로 진행한 결과 사람이 걷는 속도 기준으로 6km 이동한 공간을 4시간 만에 매핑을 완료했다.

▲ [사진 = ㈜에이엠오토노미]

로봇·드론으로 사람이 가지 못하는 곳까지 모두 매핑가능, 모든 공간을 3D로 바꾸어 나가
건설, 산림자원조사, 광물자원조사, 해양플랜트, 부동산, 문화재, 안전, 환경사업 등 다양한 분야에서 활용 가능해
맵토치의 또 다른 강점은 매우 가벼워 사람이 장시간 장비를 직접 들고 다닐 수 있으며, 로봇이나 드론에 맵토치를 설치할 수 있을 정도로 운용이 편리하다는 점이다. 일반적인 이동형 매핑 장치는 사람이 들고 다닐 수는 있어도, 로봇이나 드론 등에 설치하기에는 부접합한 경우가 대부분이다. 하지만 맵토치는 로봇 또는 드론에 장착할 수 있어서 사람이 갈 수 없는 좁은 공간이나 높은 위치, 혹은 위험한 현장을 가리지 않고 매핑이 가능하다. 신 대표는 “3차원 실측 데이터로 디지털트윈 시스템을 구현하고 로봇과 드론을 활용하여 안전점검을 수행하고 그 결과를 기록할 수 있다”고 언급했다. 최근 노후화된 시설물의 증가와 안전 의식의 변화로 로봇과 드론을 활용한 다양한 솔루션이 개발되고 산업현장에 적용되고 있는데, 업계 전문가들은 맵토치와 로봇/드론의 융합된다면, 시설물 안전점검 서비스는 물론이고 국방, 보안 물류 산업등의 산업현장에서 많은 변화를 가져올 수 있을 것이라고 전망하고 있다.
맵토치는 앞서 언급한 여러 가지 기능을 통해 자율주행을 위한 로봇과 드론 산업은 물론 건설, 산림자원조사, 광물자원조사, 화물량 측량, 해양플랜트, 부동산, 문화재, 안전, 환경사업 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 특히 사람이 찾아가기 힘든 깊은 숲속도 3차원으로 디지털화하여 수목 자산과 탄소 흡수량 등 산림의 자산을 측정하고 분석할 수 있는 만큼 앞으로의 탄소중립 시대에 맞춰서도 좋은 반응을 이끌어낼 것으로 기대되고 있다. 이 밖에도 매핑한 결과를 드론과 로봇에 적용해서 장애물을 회피하고 길을 찾는 지도로 활용하거나, 스마트 건설 등에서 건설 공정의 변화를 3차원으로 비교분석, 스마트시티 등의 메타버스 등 현재 발전해나가는 분야 외에도 논과 밭을 3차원 매핑해 농작물의 성장과 수확량을 예측하는 등 기존 산업 분야에도 두루 쓰일 수 있다.

▲ [사진 = ㈜에이엠오토노미]

방사능이나 유해가스 누출된 위험한 환경, 3D 매핑과 동시에 정확한 환경수치도 기록 가능해
우리가 살고 있는 모든 현실세계를 3차원으로 디지털화 이루어 나갈 것
이밖에 방사능이나 유해가스, 미세먼지 등을 측정할 수 있는 다양한 센서를 부착할 수 있다는 것도 맵토치만의 차별점이다. 드론이나 자율주행 로봇에 부착한 후 사람의 출입이 금지된 위험한 환경에 투입하여 현장상황에 대한 정확한 공간정보와 환경수치를 확보할 수 있다.
현재 ㈜에이엠오토노미는 LTE를 활용하여 원격에서 환경 수치와 3차원 맵을 획득하고 분석할 수 있는 마고웍스(MagoWorks)를 준비하고 있으며, SLAM 기술을 활용해 경로를 계획하고 충돌은 회피해 스스로 지도를 그리는 자율주행 시스템인 맵토치-오토를 개발 중에 있다. 신 대표는 “당사의 목표는 우리가 살고 있는 모든 현실세계를 3차원으로 디지털화하는 것이다. 현재는 사람이 접근할 수 있는 공간에 대해서 3차원 공간정보, 디지털화할 수 있는 장비를 개발 중이지만 향후에는 사람이 접근하지 못하는 공간까지 디지털화하기 위한 로봇과 드론을 개발할 계획이다”라고 언급하며 앞으로의 포부와 힘찬 청사진을 전했다.