[스투/포커스] 홍콩 정부-홍콩폴리텍대학, 스마트시티 특허기술 개발 ‘官學 협력’의 모범을 보이다

홍콩 정부는 지난해 '홍콩 스마트시티 청사진 2.0’을 발표했다. 청사진은 강력한 경제와 높은 삶의 질을 특징으로 하는 스마트 홍콩 건설을 위해 혁신과 기술(I&T)을 활용하는 다양한 방안을 제시하고 있다.

홍콩폴리텍대학(PolyU)은 정부의 협조 요청에 따라 청사진 발표 후 스마트시티연구소(SCRI)를 설립했다. SCRI는 26일 보도자료를 배포하고 “스마트시티 건설을 위한 다양한 기술을 개발해 특허로 출원, 관학 협력의 모범을 보였다”고 발표하고 PolyU 웹사이트에 고지했다.

발표문에서 SCRI의 책임자인 웬젠 시 교수는 “연구팀이 스마트시티를 건설하는데 도움이 되는 많은 최첨단 특허기술을 개발했다”고 밝혔다. 개발 기술은 오래된 건물의 활성화, 경사로에서의 안전 도모, 코로나19의 예방 및 통제, 공간 데이터 인프라의 구축 등이 대표적이다. 홍콩의 스마트시티 건설과 개발을 위한 이 프로젝트는 올해 제네바의 가상 이벤트 평가에서 2021년 금메달을 수상했다. 시 교수팀이 개발한 3가지 기술은 스마트시티 개발을 촉진하는 데 필수적이라는 평가를 받았다고 한다.

◆ 3차원(3D) 모바일 매핑 시스템

2019년 통계에 따르면 홍콩에서 최소 50년 이상 된 오래된 주거용 건물은 1만 채가 넘는다. 이러한 오래된 건물 대부분은 3D 실내 빌딩정보(BIM)를 가지고 있지 않아 재건축이나 유지보수에서 많은 문제를 야기한다. 이를 감안해 연구팀은 Cm 수준의 정확도로 3D 지도를 만들 수 있는 안정적인 3D 모바일 매핑 시스템을 개발했다.

개발된 매핑 시스템은 공간 데이터 인프라 구축에 사용될 수 있으며 많은 분야에서 스마트시티 애플리케이션을 지원할 수 있다. 이 시스템은 글로벌 내비게이션 위성 시스템(GNSS)의 신호에 의해 제한되지 않는 동시 위치 확인 및 매핑(SLAM)과 같은 고급 기술을 채택한다. 특히 홍콩과 같은 고밀도 및 복잡한 도시 환경에 적합하다.

모듈식 통합 건설(MIC: Modular Integrated Construction)는 현대 건설 산업의 발전 방향이다. 그러나 모듈 부품이 크기 때문에 이 부품을 실은 차량은 도시의 일부 도로 구간을 통과하지 못한다. 연구팀은 홍콩 건설산업위원회와 협력해 매핑 시스템을 이용헤 장애물 위치를 파악힌,s 정확한 3D 측정을 수행했다. 이를 통해 대형 부품을 운송할 수 있는 최적 경로를 찾을 수 있었다. 또한 자세한 실내 3D 모델을 확보해 소방 지원 및 화재 현장 인력 대피 경로 제공이 가능하다.

◆ AI 기반 산사태 파악 및 재난 통제

원격 감지로 얻은 빅데이터에서 공간 데이터 인프라를 정확하고 시기적절하게 획득하고 업데이트하는 것은 스마트시티 구축의 오랜 과제다. 물체 인식에 AI 기술이 널리 사용되고 있지만, 물체 인식의 정확성과 신뢰성은 개선되어야 한다. 연구팀은 다양한 지상 물체를 정확하게 인식할 수 있는 AI 기반 알고리즘을 개발해 도시계획, 재난 방지 등 많은 분야에서 스마트 정부의 업무를 지원했다.

연구팀은 홍콩 토목개발부가 홍콩의 주요 자연재해인 산사태를 인지할 수 있도록 AI 알고리즘을 통합한 소프트웨어 시스템을 개발했다. 이 시스템은 산사태를 최대 90% 이상 정확하고 신속하게 인식하고 찾아낼 수 있다. 또한 산사태의 형태, 면적, 높이, 흔적과 같은 정보도 추출할 수 있다. 시스템은 홍콩의 산사태 통제를 위한 중요한 기술적 지원을 제공한다.

◆ 코로나19 발생 위험의 시공간 예측

코로나19와의 전쟁에서 I&T를 사용하는 것은 홍콩 스마트시티 청사진 2.0의 핵심 이니셔티브다. 시 교수팀은 시공간 빅데이터 분석 분야에서 코로나19 증상 발생 위험을 예측하기 위한 확장된 가중 커널 밀도 모델을 개발했다. 이 모델을 사용해 시공간 위험을 연속 예측할 수 있다.

발표 자료에 따르면 3일 앞선 예측 정확도는 85% 이상에 이른다고 한다. 코로나19 증상 발생 위험을 예측하는 데 중점을 둔 이 모델은 전염병의 발전 추세를 보다 정확하게 예측할 수 있으며 공공 보건 부서가 정확한 예방 및 통제 전략을 수립할 수 있도록 지원한다고 밝혔다. 시 교수팀은 자체 개발한 시공간 빅데이터 플랫폼을 기반으로 코로나19 발병 위험을 나타내는 시각화 플랫폼을 개발, 유행병의 최신 개발과 단기 예측을 보여주었다.

시 교수는 "스마트시티는 대학의 주요 연구 대상 중 하나다. 도시 정보학, AI, 로봇공학, 데이터 과학 분야에서 PolyU은 스마트시티 기술의 연구를 더욱 강화할 것이다. SCRI는 홍콩 스마트시티 개발이 촉진될 수 있도록 교통, 환경, 노후화 문제 등 다양한 스마트시티 응용 분야에 연구를 집중할 예정이다“라고 기술했다.