텔레픽스, 우주에서 AI 프로세서 실증 성공

위성 토탈 솔루션 기업 텔레픽스가 국내 최초로 자체 개발한 위성 탑재 인공지능(AI) 프로세서를 우주환경에서 실증하는 데 성공했다. 극한의 우주 환경에서 위성 빅데이터 AI 모델의 실시간 고속 병렬처리 실증을 성공한 세계 최초의 사례다.

텔레픽스는 지난 8월 발사한 위성용 AI 프로세서 ‘테트라플렉스’의 우주 실증이 성공적으로 이뤄졌다고 23일 밝혔다. 

테트라플렉스는 우주에서 수집한 정보를 위성에서 AI 처리 및 엣지 컴퓨팅을 통해 분석할 수 있는 위성용 특화설계 고성능 온보드 프로세서(On-Board Processor)다. 우주에서 수집한 정보를 지상국으로 별도 전송할 필요 없이 위성 자체에서 처리할 수 있다. 획기적으로 데이터 분석 비용 및 시간을 절감할 수 있고 데이터 손실도 크게 낮출 수 있다는 장점이 있다. 

또 미국 AI 반도체업체 엔비디아와의 협력을 통해 엔비디아의 AI 플랫폼인 고성능 '젯슨(Jetson)' 이 활용돼 있어 위성 데이터의 보다 효율적인 실시간 AI 처리가 가능하다. 

텔레픽스는 지난 8월 16일(현지시간) 스페이스X의 팰컨9에 텔레픽스를 실어 우주로 쏘아올렸다. 계획대로 테트라플렉스는 평균 약 597km의 고도에 도달했다. 우주에서 △위성 영상 전처리 △자세 제어 추정 알고리즘의 궤도상 성능 시험을 진행했다. 

그 결과 테트라플렉스는 우주 환경에서 안정적으로 운용돼 위성 영상 전처리 및 자세 제어 추정 알고리즘의 수행에 성공한 것으로 확인됐다. 위성 영상 전처리를 단 11초 만에 완료해 6분 이상 소요되던 기존 방식에 비해 약 35배 가량 뛰어난 성능을 자랑했다. 

텔레픽스가 이번 시험에서 주요하게 본 것은 위성 영상 전처리 알고리즘의 동작 여부였다. 원동식 텔레픽스 미래혁신연구팀 이사가 이끄는 테트라플렉스 개발 팀은 테트라플렉스가 방사선, 열 충격, 진공 상태 등 극한의 우주 환경에서도 지상에서와 동일한 수준으로 영상이 처리된 것을 확인했다.

테트라플렉스에 탑재된 로직의 연산 결과값이 지상에서의 결과와 100% 정확하게 일치했다. 지상국 인프라 없이도 우주상에서 위성 영상 전처리가 가능하게 됐다는 뜻이다. 추후 다양한 위성 영상 전처리 알고리즘을 탑재해 활용 범위가 넓어질 것으로 기대된다.

자세 제어 추정 알고리즘도 정상적으로 수행됐다. 위성을 안정적으로 운영하기 위해서는 자세 제어 및 결정에 필요한 복잡한 센서 데이터 처리 연산이 신속하고 정확하게 이뤄져야 한다. 텔레픽스는 위성 자세 추정을 위해 테트라플렉스에 칼만 필터 알고리즘을 탑재해 해당 결과를 성공적으로 이끌어냈다. 칼만 필터는 현실 데이터의 잡음을 걸러 정확한 수치를 계산하는 통계기법이다. 

텔레픽스는 우주 실증에 성공한 테트라플렉스가 안정적으로 작동되는지를 앞으로 약 4개월 간 최종 확인한다. 이 기간 동안 우주 환경 특성상 방사선 축적에 따른 예기치 않은 오류 발생가 일어날 가능성도 평가한다. 이번 실증에서 얻은 데이터를 바탕으로 차세대 모델의 안정성 및 지속 가능성을 더욱 강화할 예정이다.

이번 시험 성공은 테트라플렉스를 구성하는 총 3가지의 데이터 프로세싱 보드 모두 정상적으로 작동되는 것으로 나타났다는 의미도 있다. △위성 영상 전처리 알고리즘 및 위성 자세 제어 추정 알고리즘을 탑재한 APB(Application Processor Board) △센서 데이터 인터페이스 검증 위한 DIB(Data Interface Board) △상용 GPU(그래픽 처리 장치) 플랫폼 기반 AI 프로세싱을 담당하는 IPB(Intelligent Processing Board) 등 3개 보드다. 

텔레픽스는 테트라플렉스 기술을 기반으로 고객이 개발한 소프트웨어나 알고리즘을 통합해 향후 실제 우주에서 다양한 응용 프로그램 구현이 가능한 국내 최초의 우주 궤도상 AI 클라우드 플랫폼 서비스를 공개할 계획이다. 위성에서 수집한 데이터를 위성 내에서 AI 처리해 더욱 빠르게 고객이 원하는 데이터를 제공하는 서비스다. 텔레픽스는 플랫폼의 본격적인 상용화 준비를 위해 지난 17일 체코의 우주임무용 소프트웨어 개발 기업과 공동개발 협약을 체결했다.

김성희 텔레픽스 최고기술책임자(CTO)는 “고성능 온보드 프로세서를 통한 우주 미션의 효율성 혁신은 이제 시작에 불과하다”며 “이번 실증 성공을 바탕으로 더욱 복잡하고 정교한 최신 알고리즘을 위성에 적용할 계획이며, 이러한 기술 발전은 우주 미션의 성공률을 극대화하고 위성 데이터 처리의 미래를 선도할 중요한 전환점이 될 것”이라고 전했다.