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어둠·연기 등 소방대원의 시야 제약 극복 및 인명 탐지 지원
고정밀 레이다 센서로 벽 너머 피해자의 생체신호도 감지
[보안뉴스 엄호식 기자] 국내 연구진이 화재·폭발·붕괴 등 실내 재난현장에서 소방관을 도와 효과적으로 인명을 구할 수 있는 기술을 개발했다. 신속하고 안전한 인명구조를 지원해 효율적인 재난재해 대응이 가능해질 전망이다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 레이더 센서 기반의 인명탐지 시스템을 개발하고, 현장 적응을 위한 시제품 제작과 리빙랩 실증 테스트를 추진할 예정이라고 밝혔다.
화재 등 재난현장은 어둠과 연기·분진 등 소방대원의 시야를 제한하는 요소가 많고 화재현장의 구조를 정확히 알 수 없어 피해자의 효율적인 인명구조가 어렵다. 연구진은 센서 반도체기술을 활용해 재난현장에서 소방대원의 헬멧이나 휴대하는 기기 형태로 만들어 시야 한계를 극복하고 피해자의 호흡과 심장박동 등 생체신호를 탐지할 수 있는 기술을 개발했다.
연구진은 전파가 가지는 투과성능을 이용해 재난현장 장애물 뒤의 상황과 피해자 존재를 파악할 수 있어 신속·정확한 인명구조와 소방대원의 안전 보장에도 큰 도움이 될 것으로 전망했다. 연구진은 인명탐지 시스템 구축을 위해 두 가지 방식의 레이더 센서 반도체를 개발했다.
ETRI가 처음 개발한 임펄스 무선 초광대역(IR-UWB : Impulse Radio Ultra Wideband, 매우 짧은 전자파 신호를 방출해 목표물과 접촉 후 반사돼 오는 시간을 이용해 목표물과의 거리와 속도, 위치 등을 측정하는 방식. 저비용·저전력으로 정밀한 위치 인식이 가능) 레이더 센서는 반사된 전자파를 이용해 센티미터(cm)급 움직임도 알아낼 수 있다. 따라서 육안으로 확인이 어려운 피해자의 움직임과 호흡, 심장박동 등 생체신호를 탐지할 수 있다.
두 번째는 고정밀 주파수변조연속파(FMCW : Frequency Modulated Continuous Wave, 시간에 따라 주파수가 다른 신호를 연속적으로 방출한 뒤 반사되는 신호를 이용해 상대 거리, 위상 변화를 측정하는 방식. 다양한 신호를 기반으로 우수한 측정 정확도 및 신뢰성을 가짐) 레이더 센서 기술이다. 벽 뒤에 쓰러져 있거나 붕괴잔해물에 묻혀 움직임 없이 호흡만 하는 사람도 탐지할 수 있다. 이로써 인명탐지의 정확성을 더욱 고도화했다.
현재 시스템의 크기는 대략 15㎝x20㎝ 크기로 향후 소방관의 휴대가 편리하도록 소형화를 추진하는 한편, 소방 관계 기관과 협업을 통해 모의 실증을 추진하는 등 재난현장에 센서 반도체 기반의 인명구조 시스템을 적용하기 위한 노력을 진행할 계획이다.
구본태 ETRI 책임연구원은 “재난환경에서 골든타임 내 인명구조와 소방대원의 안전한 구조 활동이 목표다. 본 기술로 국가 재난·안전 관리체계에 이바지할 수 있도록 재난현장에 빠른 적용을 위해 노력하겠다”고 밝혔다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 사업 지원을 받아 ‘경량 RISC-V 기반 초저전력 인텔리전트 엣지 지능형반도체 기술 개발’ 과제의 일환으로 올해 말까지 수행된다.
[엄호식 기자(eomhs@boannews.com)]
고정밀 레이다 센서로 벽 너머 피해자의 생체신호도 감지
[보안뉴스 엄호식 기자] 국내 연구진이 화재·폭발·붕괴 등 실내 재난현장에서 소방관을 도와 효과적으로 인명을 구할 수 있는 기술을 개발했다. 신속하고 안전한 인명구조를 지원해 효율적인 재난재해 대응이 가능해질 전망이다.
▲ETRI 연구진이 레이더 센서를 이용해 사람의 생체신호 탐지하는 것을 시연하고 있다[사진=ETRI]
한국전자통신연구원(ETRI)은 레이더 센서 기반의 인명탐지 시스템을 개발하고, 현장 적응을 위한 시제품 제작과 리빙랩 실증 테스트를 추진할 예정이라고 밝혔다.
화재 등 재난현장은 어둠과 연기·분진 등 소방대원의 시야를 제한하는 요소가 많고 화재현장의 구조를 정확히 알 수 없어 피해자의 효율적인 인명구조가 어렵다. 연구진은 센서 반도체기술을 활용해 재난현장에서 소방대원의 헬멧이나 휴대하는 기기 형태로 만들어 시야 한계를 극복하고 피해자의 호흡과 심장박동 등 생체신호를 탐지할 수 있는 기술을 개발했다.
연구진은 전파가 가지는 투과성능을 이용해 재난현장 장애물 뒤의 상황과 피해자 존재를 파악할 수 있어 신속·정확한 인명구조와 소방대원의 안전 보장에도 큰 도움이 될 것으로 전망했다. 연구진은 인명탐지 시스템 구축을 위해 두 가지 방식의 레이더 센서 반도체를 개발했다.
▲IR-UWB 기반 레이다 센서 반도체 및 인명탐지 시스템[사진=ETRI]
ETRI가 처음 개발한 임펄스 무선 초광대역(IR-UWB : Impulse Radio Ultra Wideband, 매우 짧은 전자파 신호를 방출해 목표물과 접촉 후 반사돼 오는 시간을 이용해 목표물과의 거리와 속도, 위치 등을 측정하는 방식. 저비용·저전력으로 정밀한 위치 인식이 가능) 레이더 센서는 반사된 전자파를 이용해 센티미터(cm)급 움직임도 알아낼 수 있다. 따라서 육안으로 확인이 어려운 피해자의 움직임과 호흡, 심장박동 등 생체신호를 탐지할 수 있다.
▲FMCW 기반 호흡탐지 레이다 센서 시스템[사진=ETRI]
두 번째는 고정밀 주파수변조연속파(FMCW : Frequency Modulated Continuous Wave, 시간에 따라 주파수가 다른 신호를 연속적으로 방출한 뒤 반사되는 신호를 이용해 상대 거리, 위상 변화를 측정하는 방식. 다양한 신호를 기반으로 우수한 측정 정확도 및 신뢰성을 가짐) 레이더 센서 기술이다. 벽 뒤에 쓰러져 있거나 붕괴잔해물에 묻혀 움직임 없이 호흡만 하는 사람도 탐지할 수 있다. 이로써 인명탐지의 정확성을 더욱 고도화했다.
현재 시스템의 크기는 대략 15㎝x20㎝ 크기로 향후 소방관의 휴대가 편리하도록 소형화를 추진하는 한편, 소방 관계 기관과 협업을 통해 모의 실증을 추진하는 등 재난현장에 센서 반도체 기반의 인명구조 시스템을 적용하기 위한 노력을 진행할 계획이다.
구본태 ETRI 책임연구원은 “재난환경에서 골든타임 내 인명구조와 소방대원의 안전한 구조 활동이 목표다. 본 기술로 국가 재난·안전 관리체계에 이바지할 수 있도록 재난현장에 빠른 적용을 위해 노력하겠다”고 밝혔다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 사업 지원을 받아 ‘경량 RISC-V 기반 초저전력 인텔리전트 엣지 지능형반도체 기술 개발’ 과제의 일환으로 올해 말까지 수행된다.
[엄호식 기자(eomhs@boannews.com)]
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[2024-04-24] 
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