국내 연구진이 광신경망 센서를 이용해 도시와 산업 인프라 실시간 상태를 측정할 수 있는 시스템을 개발했다. 인공지능(AI)·디지털 트윈 등의 기술과 결합해 인프라 모터터링을 통해 안전사회 구현에 기여할 전망이다.
한국광기술원(원장 신용진)은 김명진 광정밀계측연구센터장 연구팀이 통신용 광케이블을 인체 신경망처럼 이용해 도시 및 산업 인프라 안전도를 정량적으로 판단할 수 있는 ‘광신경망 센서’를 개발했다고 14일 밝혔다.
광신경망 센서 광신경망 센서는 광섬유 내부에서 빛의 전송과정 간 발생하는 산란 현상을 이용해 광케이블을 설치한 모든 위치에서 이상 현상을 빈틈없이 연속해 측정할 수 있는 실시간 상태 감시 및 진단기술이다. 기존 개별 광센서는 미리 지정한 특정 위치에서 개별적으로 측정하는 포인트형 센싱 방식으로 감시 가능영역이 제한적이고, 별도 통신·전원선을 필요로 했다. 도시나 산업 인프라 등 대규모 시설에 적용하기에는 한계가 있으며, 많은 비용이 들었다.
연구팀이 새로 개발한 광신경망 센서는 수㎞ 이상의 광섬유 케이블을 포설한 모든 구간에 대해 별도 통신과 전원선 없이 온도, 진동, 변형 등 다중 물리량의 분포 측정이 실시간으로 가능하다. 기존 광센서 보다 저렴한 비용으로 사각지대 없이 감시 대상에 위협이 될 수 있는 징후를 사전에 예측할 수 있다. 특히 최대 10㎞ 길이의 광섬유를 신경망처럼 운영할 수 있어 도시나 산업 인프라와 같은 대규모 시설에 적용하기에 적합하다.
연구팀은 현재 도심설비와 산업시설 안전진단, 국방 경계감시 등의 분야에서 예측정확도를 높이기 위해 기초 데이터를 수집·학습하고 AI를 활용해 분석 알고리즘을 고도화하는 등 실증을 벌이고 있다.
광기술원은 과학기술정보통신부 산하 정보통신기획평가원 지원으로 중앙대, 한국과학기술연구원, 한국표준과학연구원 등의 연구진과 협업해 이번 연구·개발(R&D) 과제를 수행했다. 노티스, 우리시스템 등 관련 기업과 기술 사업화를 위한 하드웨어와 소프트웨어를 개발하고 있다.
연구책임자인 김명진 센터장은 “설비 등 인프라를 안전하게 사용하기 위해서는 광신경망 센서와 같은 모니터링 기술로 노후나 고장 유무를 관측해 적절한 시기에 보수하는 것이 최선”이라며 “사각지대를 최소화한 광신경망 센서는 AI, 디지털 트윈과 함께 인프라 이상징후 감시 및 예방보수에 시너지 효과를 가져올 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
광주=김한식 기자 hskim@etnews.com
