실내에서 단안 카메라 만으로 고속으로 비행하면서 게이트를 통과해야 하는 세계 최고 난이도 드론 레이싱 대회에서 자율드론 레이싱의 원조 심현철 교수 연구실의   석박사과정 학생 4명들로 구성된 “Team KAIST”(팀장 한동훈 박사과정)가 당당하게 3위를 차지하고 112,500 달러의 상금을 받는 쾌거를 거두었다.

최근 큰 인기를 끌고 있는 드론 레이싱은 조종사가 드론에 부착된 카메라가 송신하는 영상을 보고 일련의 게이트들로 구성된 트랙을 고속으로 비행하는 e-sports이다. 드론 레이싱은 사람의 놀라운 시각적 인지 및 조종능력을 보여주는 좋은 사례인데, 이를 드론에 탑재된 센서만을 활용하여 구현하는 자율비행레이싱도 최근 큰 관심을 모으고 있다.

2025년 4월 12일 UAE Abu Dhabi에서 개최된 A2RL 드론 레이싱은 2019년 미국에서 개최된 AlphaPilot이후 개최된 최대 규모 드론 레이싱으로서 전세계에서 지원한 수십개 팀중 예선을 거쳐 14팀을 선정하고, 이중 8팀이 결선에 올라 80미터x50미터의 실내 공간에서 총 11개의 게이트를 누가 빨리 통과하는가를 겨루는 time trial, 탑 4팀이 동시에 비행하는 multi-racing, 최고 인간 조종사와 겨루는 인간 대 AI 경진대회, 두대의 드론이 동시에 서로 마주보고 동시에 비행하여 승부를 겨루는 drag race로 구성되었다.

본 대회의 가장 큰 특징은 실내 환경에서 단안 카메라만을 활용하여 고속으로 비행을 하는 것으로서, 정밀한 실내 측위 및 비행제어 기술이 요구되었다. 이를 위해  영상기반 visual-inertial odometry 알고리듬에 사전에 측정된 게이트 위치를 정합하여 보다 정밀한 측위 기술을 개발하였고, model predictive control기법을 적용하여 고속비행을 위한 드론의 경로를 생성하였다.

심 교수 연구진은 직접 드론 제어 보드를 제작한 바 있고, lidar 기반 측위, 비선형 비행제어, model predictive 제어 등 다양한 원천기술을 개발한 경험을 바탕으로 비교적 짧은 기간에 개발한 알고리듬을 대회측에서 제공한 드론에 구현, 수많은 실험을 통해 검증하였고, 이같은 성과를 통해 세계 3위의 성과를 거두었다.

심현철 교수 연구실은 드론 및 자율주행 차량의 인지, 판단, 제어 등 다양한 분야를 연구하고 있고,  2016년 로봇 분야 최고 권위 학회인 IROS에서 세계 최초 자율드론 레이싱 대회를 개최, 자율드론 레이싱 분야의 창시자로 널리 알려져 있다. 심 교수는 이후 2019년 미국 Lockheed Martin사가 개최한 AlphaPilot에서 3위, NeurIPS 학회에서 개최된 “Game of Drone”에서 2위를 거둔바 있으며, 우리나라 과기정통부가 개최한 AI Grand Challenge에서 2019년, 20년 모두 1위를 수상하고 총 ＄24M의 후속연구비를 지원 받은 바 있다. 이같은 공로로 심 교수는 2021년 과기정통부 장관 표창(AI 분야 기여 공로), 2025년 6월부터 IEEE Drone분야 Technical Committee Co-chair로 선출되어 활동하고 있다.