ETRI가 주도하는 '벨라(Vela) 프로젝트'는 미래 로봇의 핵심인 소프트웨어 정의 로봇(SDR) 생태계 구축을 목표로 합니다. 기존 로봇 플랫폼은 주로 x86이나 Arm 아키텍처에 의존해 왔으나, 벨라 프로젝트는 개방형 명령어 집합 구조인 RISC-V를 기반으로 시스템 소프트웨어를 개발합니다. RISC-V는 하드웨어와 소프트웨어를 자유롭게 확장할 수 있고 라이선스 비용이 없다는 강력한 장점이 있습니다. 연구진은 이를 통해 저전력, 고효율, 고신뢰를 갖춘 로봇용 컴퓨팅 플랫폼의 초석을 다지고 있으며, 하드웨어 에뮬레이션부터 펌웨어, 운영체제까지 아우르는 통합적인 연구를 진행 중입니다.

RISC-V 하드웨어 시스템이 미래 로봇의 개방형 플랫폼으로 적용될 상황에 대비하여, 이에 필요한 시스템 소프트웨어를 선제적으로 확보하는 것이 본 프로젝트의 핵심 목표입니다.

RISC-V는 2010년 교육용으로 시작되었으나 현재는 전 세계적으로 프로세서 독립과 혁신을 위한 핵심 기술로 부상했습니다. 미국과 중국을 비롯한 주요 국가들은 서버 및 모바일 플랫폼을 위해 RISC-V 표준 규격을 완성해 나가고 있으며, 메타나 퀄컴, 엔비디아 같은 글로벌 IT 기업들도 이 생태계에 적극적으로 참여하고 있습니다. 시장 조사 기관들은 향후 5년 내에 RISC-V가 기존의 지배적 아키텍처들과 어깨를 나란히 하며 시장을 삼분할 것이라고 예측합니다. 이러한 흐름 속에서 벨라 프로젝트는 다가올 미래 컴퓨팅 시장의 변화에 선제적으로 대응하며 독자적인 기술력을 확보하는 데 주력하고 있습니다.

벨라 프로젝트의 핵심 성과 중 하나는 RISC-V 환경에서 로봇 운영체제(ROS2)를 원활하게 구동할 수 있도록 지원하는 'Vela-ROS' 패키지입니다. 기존에는 RISC-V 기반에서 수많은 라이브러리의 의존성을 해결하며 컴파일하는 데 막대한 시간과 노력이 필요했습니다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 420여 개의 데비안 패키지를 직접 빌드하여 바이너리 형태의 APT 저장소로 제공함으로써 사용 편의성을 극대화했습니다. 이제 개발자들은 복잡한 과정 없이도 RISC-V 보드 위에서 슬램(SLAM)이나 자율 주행 알고리즘 같은 로봇 응용 프로그램들을 손쉽게 테스트하고 구현할 수 있는 최적의 환경을 갖추게 되었습니다.

로봇 시스템의 안전성을 보장하기 위해 벨라 프로젝트는 신뢰 실행 환경(TEE)과 고가용성 기능을 소프트웨어적으로 구현했습니다. TEE는 운영체제가 해킹당하더라도 특정 응용 프로그램의 실행 영역을 금고처럼 보호하여 정보 유출과 오작동을 방지하는 기술입니다. 특히 분산된 로봇 프로세스 간의 안전한 데이터 공유를 가능하게 함으로써 외부 공격에도 로봇이 정상적으로 주행할 수 있는 보안 스택을 구축했습니다. 또한 시스템에 발생할 수 있는 잠재적인 고장을 감지하고 기록하는 고가용성 기능을 통해, 하드웨어 오류로 인한 치명적인 사고를 미연에 방지하고 시스템의 지속적인 운용 가능성을 높이는 데 기여하고 있습니다.

하드웨어와 소프트웨어의 가교 역할을 하는 'tVela' 툴체인과 에뮬레이션 플랫폼은 프로젝트의 완성도를 높여줍니다. 딥러닝 모델을 RISC-V 전용 가속기에서 효율적으로 실행할 수 있도록 최적화하는 툴체인은 파이토치 모델을 직접 변환하여 연산 성능을 극대화합니다. 또한 소프트웨어 에뮬레이터인 qVela와 FPGA 기반의 fVela를 통해 하드웨어가 완전히 준비되지 않은 상태에서도 다양한 기능을 사전에 검증할 수 있습니다. 벨라 프로젝트는 단순한 소프트웨어 배포를 넘어, 하드웨어 설계부터 응용 서비스까지 전 과정을 아우르는 통합 설계 연구 플랫폼으로서 미래 로봇 산업의 개방형 표준 생태계를 이끌어갈 준비를 마쳤습니다.