한국전자통신연구원(ETRI)이 디지털 엑스선원(X-ray Source) 원천기술을 바탕으로 땅속에 묻힌 비금속성 물질의 종류 및 형상을 구분해 영상화할 수 있는 기술을 개발했다.
이는 지뢰 등 폭발물의 탐지나 전사자 유해 발굴 등에 높은 활용성이 예상된다.
일반적인 지면투과레이더(GPR)는 땅속 깊은 곳까지 탐색이 가능하지만, 신호분석을 위해 전문가 도움이 필요하고 낮은 해상도와 물질 구분이 불가능하다.
앞서 2015년 ETRI는엑스선원의 작동 방식을 디지털로 바꿀 수 있는 기술을 개발해 치과의료장비 관련기업에 이전해 세계 최초로 디지털 엑스선원의 상용화에 성공했다.
기존 아날로그 엑스선원은 2000℃ 이상 가열된 열음극 필라멘트를 전자원으로 사용했지만, 디지털 엑스선원은 탄소나노튜브(CNT)를 냉음극 전자원으로 사용해 음극의 고온가열 없이 즉각적인 전기신호만으로 빠르고 정확한 엑스선 펄스를 만들 수 있다.
ETRI 연구진은 소형 경량화가 상대적으로 쉽고 고속 구동이 가능한 디지털 엑스선원 기술을 지면투과 탐색기술에 적용했다.
이는 여러 광원에서 나오는 엑스선을 지면에 조사해 반사되는 강도 및 스펙트럼 정보를 인공지능(AI)으로 재구성, 지면 아래 물체의 형상 및 물질의 종류를 직관적으로 구분할 수 있다.
이 기술의 최대 장점은 높은 행사도로 물질을 구분할 수 있고, 여러 엑스선을 이용해 스캔 영역의 확대 및 탐색 시간을 단축할 수 있다.
또 연구과제를 통해 지면투과 탐색용 디지털 엑스선원 구조 및 제작 공정 고도화, 형상 및 물질 탐색용 디지털 엑스선영상 모듈 테스트베드 구축, 물질 구분 및 재구성 소프트웨어 제작 등을 진행 했다.
이를 통해 실험실에서 디지털 엑스선원 3개가 장착된 30㎝ 크기 벽돌모양 모듈로 돌, 뼈, 나무, 펜, 드라이버 등에서 반사된 엑스선을 영상화해 직관적으로 사물의 형태 및 종류를 구분했다.
연구진은 기술 상용화를 위해 산악 등 험지에서 배낭 형태로 휴대하다가 지면에 내려놓고 원격으로 조정 스캔할 수 있는 로봇 형태 장비를 개발할 계획이다. 아울러 향후 수 m 깊이에서도 탐지도 가능한 고성능화도 추진할 방침이다.
ETRI 지능형부품센서연구실 정진우 박사는“좁고 험준한 산악 지형이 많은 우리나라 환경에 적합한 지면투과 탐색장비를 개발, 장병들을 지뢰, 폭발물 등 위험으로부터 보호하고, 20년 동안 10% 발굴만 진행된 국군 전사자 유해발굴사업에도 도움이 될 것”이라며 “향후 높은 해상도가 요구되는 산업현장 비파괴검사장비는 물론 문화재의 발굴, 폭발물 탐색, 범죄수사 등에 널리 활용될 것”이라고 설명했다.
