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박영진 교수 연구실, 현대자동차 그룹 협업 세계 최초 능동형 노면소음 저감기술 상용화

관리자 2019.12.04


<그림1. RANC는 노면에서 올라오는 다양한 소음을 실시간으로 분석해 그와 반대되는 주파수를 생성하는 방법으로 소음을 크게 줄인다.>
 
기계공학과 박영진 교수 연구실(시스템동역학 및 응용제어 연구실)에서 연구한 ‘능동형 노면 소음 저감기술(이하 RANC)’가 현대자동차그룹과 협업하여 개발 및 상용화됩니다.
 
현대차그룹은 11일 도로에서 발생해 실내로 유입되는 노면소음을 크게 줄여주는 ‘RANC’를 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. RANC 핵심 요소기술인 센서 위치 및 신호 선정 방법에 대해 한국과 미국에 특허 출원을 완료했습니다.
 
RANC는 Road-noise라는 단어에서 알 수 있듯이 주행 시 발생하는 노면소음을 저감시키는 기술입니다. 시스템은 가속도 센서, DSP(Digital Signal Processor, 음향신호 분석을 위한 제어 컴퓨터), 마이크, 앰프, 오디오 등으로 구성됩니다. 시스템을 최대한 단순하게 하기 위해 오디오는 별도의 오디오 시스템이 아닌 차에 원래 내장된 오디오를 활용합니다.
 
원리는 다음과 같습니다. 먼저 가속도 센서가 진동의 전달 경로에 위치해 노면소음을 유발하는 진동을 취득한다. 여기서 진동 전달 경로를 정확히 파악하기 위한 가속도 센서의 위치가 굉장히 중요합니다. 연구팀은 수많은 테스트를 통해 최적의 센서 위치를 찾을 수 있었습니다. 이는 RANC의 기술 특허 요소이기도 합니다.
 
박영진 교수 연구실은 지난 1993년부터 4년간 G7 국가 과제로 현대자동차와 도로 소음을 능동적으로 줄이는 연구를 수년간 수행하고 이 결과를 국제 저널에 출판하였습니다. 2002년 Nature지에서 뉴스 란에‘Noise quietens driving’(https://www.nature.com/articles/news020121-12) 제목의 기사를 게재하여 실차에서 세계 최초로 도로 소음을 줄이는 연구가 성공했음을 알렸습니다. 하지만 당시 주변 기술들의 부재 (차량용 디지탈 앰프 및 DSP 등)와 가격 요인 등으로 인하여 상용화에는 실패하였습니다.
 
2013년부터 KAIST 박영진 교수 연구실은 총 연구비 약 9억원 (1건의 기술이전과 8건의 산학과제 포함)의 관련 연구를 수행으며 이를 기반으로 현대 자동차 NVH 리서치랩 (전문위원 이강덕 박사; 항공공학 박사, 1996년)은 옵토멕 (설립자 김경수 교수; 기계공학 박사, 1999년), ARE (김현석 대표; 기계공학 박사, 1998년), 위아컴, 번영 등과 협업해 선행 단계에서 산학협력 오픈이노베이션 형태로 진행하여 순수 국내 기술로 RANC 시스템의 개발에 성공했습니다. 박영진 교수 연구실은 선행연구 단계에서는 이론 기반 연구 및 연구 팀의 구성 등 주도적으로 연구를 이끌었으며, 현대자동차 주도로 진행된 상용화 단계에서는 미래 지향적인 연구와 자문역할을 수행했습니다.
 
현대자동차그룹은 세계 최초로 RANC 기술의 상용화를 위하여 글로벌 차량 오디오 전문업체인 하만과 협업해 완성도를 높여 RANC를 제네시스 브랜드 첫 번째 스포츠유틸리티차량(SUV) ‘GV80’에 적용합니다.
 
박영진 교수는 “KAIST에 부임 초기에 중점적으로 한 연구가 20년이 더 지나 상용화가 이루어지는 것을 볼 수 있어 엔지니어로서 행복하고 특히 랩의 졸업생들과 함께 노력하여 상용화에 기여할 수 있어서 선생으로서 감개가 무량하다”라고 말했습니다.