엘로딘, 50만 달러 드론 레이스 대회용 오픈소스 연습 시뮬레이터 공개

시뮬레이션 도구 스타트업 엘로딘(Elodin)이 안두릴(Anduril)의 자율 드론 레이스 대회 'AI 그랜드 프릭스'에 대비할 수 있는 연습용 시뮬레이터를 오픈소스로 공개했다. 상금 50만 달러 규모인 이 대회의 공식 '버추얼 퀄리파이어 1' 시뮬레이터가 나오기 전에, 참가자들이 미리 자동조종 코드를 작성해볼 수 있도록 한 것이다.

이 연습용 시뮬레이터는 macOS와 리눅스에서 동작한다. 설치는 'uv sync' 명령과 5분가량의 베타플라이트(Betaflight) 빌드로 끝나며, WSL에서도 사용할 수 있을 것으로 보인다.

엘로딘의 창업자는 게임 업계 출신으로, 과거 '심즈 4(The Sims 4)' 개발에 참여했다. 창발적 행동과 결정론적 리플레이, 콘텐츠 파이프라인 등 상당한 시뮬레이션이 들어간 게임이었지만, 항공우주 분야 도구에는 그런 완성도와 사용 편의성이 부족했다고 그는 설명했다. 당시 대부분의 팀은 매트랩/시뮬링크(MATLAB/Simulink)와 가제보(Gazebo), 자체 제작한 파이썬 하네스를 엮어 쓰며 버티고 있었다.

엘로딘이 몇 년 전 이 격차를 메우겠다며 만든 스택은 러스트(Rust) ECS와 JIT 컴파일 물리 코어 '녹스(nox)'에 파이썬 바인딩을 붙인 구조다. 여기에 시계열 텔레메트리 DB '엘로딘-DB(elodin-db)'에 TCP로 연결되는 3D 에디터와 작은 프로세스 러너 's10'이 결합된다. 물리 연산은 JAX 방식의 평범한 코드로 작성돼 몬테카를로 시뮬레이션과 GPU 가속, 비트 단위로 동일한 결정론적 리플레이가 자연스럽게 가능하다. 엔진과 에디터는 아파치-2.0 라이선스로 공개돼 있다.

AI 그랜드 프릭스는 올해 초 발표됐는데, 엘로딘이 다듬어온 작업 흐름과 거의 정확히 맞아떨어졌다. 한쪽에서 물리 연산이 돌고, 실제 비행 컨트롤러가 고유 PID 주기로 작동하며, 그 위에 FPV 카메라가 얹히고, 가운데에 참가자가 작성한 단일 파이썬 함수가 들어가는 구조다. 공식 시뮬레이터의 예상 출시일이 지나자, 엘로딘은 내부에서 만들던 시제 시뮬레이터를 공개하기로 했다.

이 연습용 시뮬레이터는 하나의 사후 처리 콜백으로 세 가지를 엮는다. 엘로딘은 6자유도 강체 물리와 모터 동역학, 항력, 지면 제약, 다중 주기 IMU·기압·지자기 센서, 그리고 공개된 'VADR-TS-002' 규격에 맞춰 +20도 기울인 GPU 렌더링 640×360 전방 카메라를 구동한다.

베타플라이트는 실제 SITL 빌드로 실행돼 RC와 믹싱, PID를 실제 기체와 똑같이 처리한다. 약 80줄짜리 브리지가 FDM·RC·PWM 패킷을 UDP로 직렬화해 양쪽을 1kHz로 동기화한다. 따라서 이 시뮬레이터로 컨트롤러를 튜닝하면 실제 기체에서 돌아갈 베타플라이트와 동일한 환경에서 튜닝하게 된다.

참가자는 'solver/' 폴더만 수정하며, 이 안에는 자동조종 함수 하나가 들어 있다. 이 함수는 매 틱마다 기체 기준 IMU와 월드 자세, 기압, 지자기, 그리고 선택적으로 새 RGBA 카메라 프레임을 받는다. GPS와 깊이 정보, 모터 RPM은 제공되지 않아 공식 시뮬레이터가 공개한 텔레메트리 규약과 일치한다. 엘로딘은 고도·위치 PID로 짠, 일부러 단순하게 만든 기본 솔버를 함께 제공해 첫날부터 이륙해 게이트를 통과하는 결과를 볼 수 있게 했다.

다만 몇 가지 한계도 있다. 통신에 MAVLink 대신 베타플라이트의 UDP 패킷을 쓰기 때문에 실제 공식 시뮬레이터와 연결하려면 얇은 변환 계층이 필요하다. 또 규격은 NED 좌표계를 요구하지만 현재는 ENU 월드 상태를 노출하며, 대기 효과는 난류나 지면 효과, 배터리 전압 강하 없이 단일 항력 계수만 적용한다. 카메라 화각(FoV) 규격에는 수직 화각을 90도로 적은 반면 자체 내부 파라미터는 약 58.72도(수평 90도)를 시사하는 내부 모순이 있는데, 엘로딘은 내부 파라미터를 따랐다.