올 하반기 큐브위성 실증… 지상 개입 없는 ‘완전 자율운영’ 정조준 국산 NPU 탑재해 반도체 자립화 기여, 위성 통신비 절감 및 효율 극대화 기대
협약식 참석자들이 기념촬영하는 모습 [사진=KAI]
한국항공우주산업(KAI, 대표이사 김종출)이 인공지능(AI) 기술을 위성에 접목해 우주 궤도에서 스스로 상태를 진단하고 고장에 대응하는 ‘자율운영 위성’ 시대의 포문을 연다.
KAI 관계자는 "앞서 지난 20일 대전연구센터에서 우주 바이오 스타트업인 스페이스린텍과 ‘큐브위성 AI 실증 협력을 위한 업무협약(MOU)’을 체결했다"며 23일 이같이 밝혔다.
이 관계자에 따르면, 이번 협약의 골자는 KAI가 자체 개발한 고성능 AI 모듈을 스페이스린텍과 연세대가 공동 개발한 큐브위성 플랫폼에 탑재, 실제 우주 환경에서 AI의 자율 진단 및 고장 대응 능력을 검증하는 것이다. 양사는 올해 하반기 AI 모듈을 실은 큐브위성을 발사해 실증 프로젝트에 돌입할 계획이다. 협약식에는 서현석 KAI 위성연구실장(상무)과 윤학순 스페이스린텍 대표이사 등 양사 주요 관계자들이 참석했다.
핵심 검증 대상은 ‘AI 온보드 프로세싱(AI Onboard Processing)’ 기술이다. 이는 위성이 지상국 메인 컴퓨터(OBC)의 명령을 기다리지 않고, 현장에서 수집한 데이터를 바탕으로 스스로 상태를 분석해 최적의 솔루션을 도출하는 방식이다.
실증은 총 3단계로 진행된다. 먼저 지상국이 가상의 고장 신호를 보내면, 위성 내 AI 모듈이 이를 감지해 발생 원인과 범위를 예측한다. 이어 최적의 대응책을 담은 기술 보고서를 생성해 지상국으로 전송하는 과정으로 마무리된다. 이는 위성이 사람의 개입 없이 스스로를 보호하는 ‘완전 자율운영 위성’으로 가기 위한 필수 관문으로 꼽힌다.
현재 운영되는 대부분의 위성은 이상이 발생하면 데이터를 지상국으로 전송하고, 지상의 분석 결과에 따라 조치하는 방식을 택하고 있다. 이 과정에서 발생하는 시간 지연과 통신 비용은 위성 운영의 효율을 저해하는 요소였다. AI 모듈이 위성 내부에서 실시간으로 의사결정을 내리게 되면 이러한 비효율이 획기적으로 개선될 전망이다.
특히 이번 AI 모듈에는 국내 스타트업인 모빌린트의 NPU(신경망처리장치)가 적용됐다. 이는 우주 분야에서도 국산 반도체 기술을 활용함으로써 정부가 추진하는 국방 반도체 자립화에 기여할 것으로 기대된다. KAI는 그간 항공기 개발을 통해 고도화한 고장/수명예측시스템(PHM) 및 예지정비 기술을 위성용 AI 학습에 고스란히 녹여냈다.
KAI는 이번 실증을 통해 검증된 AI 모듈을 향후 제작할 다양한 위성 시스템의 핵심 표준 사양으로 적용할 방침이다. 특히 대량 생산이 계획된 군집 초소형 위성 등에 이 기술이 도입될 경우 위성 운영의 자율성과 효율성이 극대화될 것으로 보고 있다.
서현석 KAI 상무는 “위성이 AI로 스스로 상황을 판단하고 전문 보고서를 제시하는 수준까지 기술력을 확보했다”며 “이번 협업을 통해 검증된 기술은 KAI가 제작하는 위성의 독보적인 경쟁력이 될 것”이라고 말했다.
스페이스린텍 관계자는 “우주 바이오 실험의 안정적 수행을 위해 KAI의 고도화된 AI 진단 기술이 큰 힘이 될 것”이라고 화답했다.
김의철
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