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작은 뇌를 지닌 똑똑한 드론!!

AI신경망으로 가장 작은 무인기를 만들다.

등록일 2020년03월23일 15시07분 트위터로 보내기 싸이월드 공감 네이버 밴드 공유

개조된 크레이지 파일 2.0 드론.

 

유럽 기술자들은 세계에서 가장 작은 자율 드론을 만들었다고 말한다. 이 드론은 AI를 작동시키기 위해 가장 작은 배터리 전력을 사용한다. 언젠가는 환경 센서에서 소형 카메라에 이르기까지 모든 것을 탑재해 보안이나 검사 임무를 수행할 수 있는 자기 탐색 나노드론(너비 10Cm 이하)을 구축하려는 노력의 성과이다.


배터리 전력 문제는 프로펠러를 맹렬히 회전시켜 공중에 체공하고 있는 드론에게는 큰 문제다. 비행시간은 저렴한 장난감 모델의 경우 약 5분에서, 측량이나 영화 촬영에 사용되는 대형 전문 드론의 경우 30분에 이르기까지 다양하다. 볼로냐 대학과 스위스 연방기술연구소의 연구자들은 "근본적으로 자율 드론의 무게와 전력 수요를 줄이는 것"이 주된 목표였다.


발표된 연구 논문에 따르면 연구원들은 해커들에게 인기 있는 쿼드로터 나노 드론인 '크레이지플라이 2.0'에 1와트(94밀리와트)의 100분의 1도 안되는 카메라, 프로세서, 맞춤형 신경망을 장착했다고 밝혔다. 그리고 모든 전자제품에 5그램짜리 회로기판을 추가하는 것은 드론의 배터리 수명에 최소한의 영향을 미쳤다고 그들은 말한다.


연구원은 "첫 번째 테스트에서 약 5분 만에 배터리가 부족하다는 것을 알았다"고 말했다. 그러나 크레이지플리 제조업체인 비트크라제는 배터리 수명을 7분이라고 주장했다. 

 

연구원들은 "30분간의 자율성을 달성하는 것이 좋을 것입니다. 예를 들어 중형 창고를 점검하고 충전소로 돌아가는 것은 충분할 것이다. 커버해야 할 큰 격차에도 불구하고 적어도 자율성을 추가하는 것은 배터리 수명에 무시할 수 없는 영향을 미친다"고 전했다.

 

작은 전기 뇌(A TINY ELECTRIC BRAIN)

그것은 예전의 AI드론을 훨씬 능가하는 광범위한 AI와 디지털 모니터링을 가능하게 하는 기술이다. 볼로냐-주리히 팀의 자율나노드론은 GAP8이라는 새로운 모바일 프로세서를 사용했다. 이미지 인식, 분석 등 인공지능 애플리케이션 실행에 최적화된 8개의 프로세싱 코어가 내장 되어 있다.

 



드론의 맞춤형 AI 회로판.

 

GAP8은 RISC-V로 알려진 새로운 마이크로칩 아키텍처를 기반으로 한다. RISC라는 용어는 익숙하지 않을 수도 있지만, 기술은 어디에나 있다. 80년대 처음 개발된 RISC는 모바일 프로세서의 기반이자 노트북과 데스크탑 CPU의 핵심 부품이 되었다. ‘감소된 명령어 세트 컴퓨터’의 줄임말인 RISC는 복잡한 연산을 더 작은 집합으로 실행하기보다는 간단한 연산을 많이 실행함으로써 전력을 절약한다. RISC-V는 새로운 오픈소스 기술 버전이다. 볼로냐와 ETH 취리히 대학은 드론뿐만 아니라 이른바 사물인터넷(IoT)을 구성하는 모든 종류의 연결된 기기에 초저전력 컴퓨팅 플랫폼을 개발하기 위해 그것을 사용해 왔다. Dave Patterson RISC 공동 발명자는 Fast Company에 보낸 이메일에서 "RISC-V의 효율성과 개방성으로 IoT에 이상적"이라고 말했다.

 

암호를 되돌리다(PARING BACK THE CODE)

연구진의 돌파구는 드로넷이라는 대형 드론을 위한 이미 경량화된 신경망을 전력 소싱 칩을 위해 훨씬 가벼운 형태로 짜내는 것이었다. 그들은 먼저 소수점 이하까지 정확한 숫자를 사용하여 네트워크의 정밀도를 줄였다. 그런 다음 그들은 이미지를 분석하는 가상 뉴런의 레이어 수와 한 레이어가 다음 레이어로 전달하는 데이터의 정밀도를 줄였다. 마지막으로, 그들은 코드를 수정하여 칩의 8개의 코어에 작업을 분산시켰다. 이는 부족한 메모리와 전력을 보충하기 위해 병렬 처리를 사용했다. (고성능 스마트폰 칩은 GAP8보다 약 15배 더 빨리 작동한다.) 또한 전력 절감은 초당 20 프레임에서 12 프레임으로 카메라 이미지를 처리하는 네트워크의 능력을 줄였습니다. 모든 타협에도 불구하고, 네트워크는 장애물을 인식하고 0.5초 이내에 드론이 장해물을 인식할만큼 빠르고 정확하게 작동한다.

현윤칠 기자 이기자의 다른뉴스
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