공간 지능(Spatial Intelligence)은 현재 가장 주목받는 기술 중 하나이며, 그 핵심에는 위치 인식 기술이 있습니다. 그중에서도 비주얼 로컬라이제이션(Visual Localization, 이하 VL)은 시각 정보를 활용해 위치를 파악하는 AI 기술로 로봇이나 스마트폰에 달린 카메라 정보를 활용합니다. GPS와 달리 건물 내부에서도 정확한 위치를 파악할 수 있으며, 레이저 스캐너와 같은 고가의 장비도 필요하지 않은 측위 기술입니다. 따라서 로봇이나 AR 등 다양한 분야에서 유용하게 사용될 수 있습니다. 네이버랩스는 수년간 VL 기술을 집중적으로 연구했고, 다양한 분야에 활용해 왔습니다.
이 글을 통해 네이버랩스 VL 기술의 특장점과 활용 영역에 대해 자세히 소개합니다.
사진 한 장으로 현재 위치를 빠르고 정확하게
VL은 다음과 같이 진행됩니다. 먼저 공간을 그대로 복제한 디지털 트윈을 만들고, 3차원 공간 데이터의 모서리, 점, 패턴 등의 특징점을 추출합니다. 이후 카메라로 사진 한 장만 찍으면 AI는 특징점과 사진을 비교해 현재 위치를 찾아냅니다.
그런데 위치를 찾는 시간이 오래 걸리거나 정밀도가 떨어지면 활용도가 떨어지겠죠. 아래 데모를 보면 태블릿으로 사진 한 장을 찍자마자 즉각적으로 위치를 파악하는 것을 확인할 수 있습니다. 태블릿의 위치와 방향, 자세를 포함한 6-DoF (Degree of Freedom) 위치값이 녹색 사각형으로 나타납니다. 처리 속도는 0.3초 이내이며, 위치 오차는 15cm 이내, 회전 오차는 3도 이내로 매우 정밀합니다.
▲ 네이버 사옥 지하 1층에서 진행된 VL 데모
GPS가 통하지 않는 실내는 물론, 다양한 환경 변화까지
위 데모 화면을 통해 확인되는 것처럼, VL은 GPS가 통하지 않는 실내에서도 잘 작동한다는 특징이 있습니다. 또한 GPS보다 정밀도가 높기 때문에 휴머노이드, 4족 보행 로봇과 같은 실내외 자율주행 로봇이나 휴대폰이나 AR 글라스 등의 디바이스에서 현재 위치를 정확하게 인식하는 데 매우 유용합니다.
하지만 그런 의문이 들 수 있습니다. 시각 정보를 이용한다면 조도, 날씨, 계절의 변화에 취약하지 않을까? 혹은 보행자들이 가득하거나 인테리어가 바뀌면 인식을 못하는 게 아닐까? 여기에서 기술적 완성도의 차이가 생깁니다. 네이버랩스는 다양한 환경 변화에도 안정적인 측위가 가능하도록 VL 기술에 사용되는 AI 모델을 지속적으로 발전시켜 왔습니다. 그 결과 네이버랩스의 VL은 낮과 밤의 조도와 같은 환경 변화, 동적인 물체, 지형 지물의 변화에도 강건하게 동작합니다.
▲ 조도, 각도, 계절 변화에도 강건한 네이버랩스의 뉴럴 네트워크 기반 매칭 기술
(이미지나 데이터의 특징을 학습해 유사성을 비교하고 매칭하는 딥러닝 기술)
디지털 트윈부터 AI까지, 풀스택 VL
그렇다면 네이버랩스의 VL 성능은 왜 뛰어날까요? 가장 큰 이유는 풀스택 기술을 보유한 덕분입니다. 디지털 트윈을 위한 매핑 디바이스 개발, 알고리즘 개발, AI 모델 학습, 클라우드 프로세싱 환경, VL 적용 머신/서비스 등의 기술을 모두 내재화하고 있기 때문입니다.
더불어 측위가 중요한 로봇, 자율주행차, AR까지 모두 네이버랩스에서 자체 개발한 머신과 서비스에 직접 적용하고 테스트할 수 있다는 것도 대단한 강점입니다. 타사의 솔루션이나 장비에 의존하지 않아 빠른 개발과 적용, 그리고 업그레이드를 할 수 있습니다. 덕분에 네이버랩스는 학계 및 유관 업계에서 세계 최고 수준의 VL 기술을 보유한 기업으로 꾸준히 평가받고 있습니다.
▲ 네이버랩스 자체 개발 매핑 디바이스
클라우드 상품으로 만날 수 있는 VL
네이버랩스는 네이버 클라우드 플랫폼을 통해 아크아이(ARC eye)라는 이름의 AI 측위 상품을 공개했습니다. 누구나 아크아이를 통해 서비스 로봇, 모빌리티, AR 서비스에 AI 기반 측위 시스템인 VL을 더할 수 있습니다. 카메라만 있다면 말이죠.
실내외 어디서든 정확한 위치를 파악할 수 있는 측위 기술은 다양한 미래 서비스의 시작이라는 점에서 매우 중요합니다. 그리고 VL은 가장 앞선 AI 측위 기술 중 하나입니다. 그 자체로 장점이 많은 기술이지만, 네이버랩스는 VL의 속도, 성능, 활용성을 해마다 더욱 빠른 속도로 고도화하는 중입니다. 사람의 눈처럼 공간을 인식하는 AI, 새로운 미래 플랫폼들과 연결될 네이버랩스의 핵심 기술입니다.