‘천의 얼굴’ 드론, 쓰임새 고공행진

조회 : 101  2020-03-09 플라이존드론교육원
PICK 안내‘천의 얼굴’ 드론, 쓰임새 고공행진 본문듣기 설정기사입력2020.03.07. 오전 11:01최종수정2020.03.07. 오전 11:15좋아요 후속기사원해요 좋아요 평가하기2327요약봇beta 글자 크기 변경하기 SNS 보내기드론이 농업·감시·측량·시설물 안전진단·배송 등 발전을 거듭하고 있다.

향후 무인항공기도 상용화될 것으로 예상되면서 수송·교통 분야에서의 역할도 주목받고 있다.

드론이 천의 얼굴을 가진 존재처럼 여러 곳에서 활용될 수 있는 이유는 무엇일까.

드론은 ‘무인비행기’다. 항공에 관한 기본법령인 ‘항공안전법’에는 ‘조종자가 탑승하지 않은 채 항행할 수 있는 비행체’로 정의돼 있다. 크기에 비해 시끄러운 소리를 내고, 모터에서 나는 소리는 벌이 날아다닐 때의 ‘윙윙’ 소리와 비슷하다. 그래서 ‘수벌’을 뜻하는 드론(drone)이라는 이름이 붙었다.

드론의 역사는 100년이 넘었다. 전기공학자 니콜라 테슬라의 무선통신 이론을 응용해 미국이 1918년 무인비행기를 개발한 것이 최초의 드론으로 꼽힌다. 1980년대 항공전자장비와 컴퓨터 기술이 발전하면서 위성기술을 이용한 드론이 나왔고, 최근 10년 사이에는 리튬이온 배터리와 탄소섬유, 각종 센서 기술이 발달하면서 보편화됐다.

‘살상무기’로 주목받는 드론도 있지만 일상에서 묵묵히 인간에게 편의를 가져다주는 것도 많다. 촬영용 드론은 촬영자의 시선 높이에서 벗어나 시각적 아름다움을 준다. 농업·감시·측량·시설물 안전진단·배송 등 쓰임새도 날로 확대되고 있다. 향후 10년 안에 사람을 태울 수 있는 드론택시도 상용화될 것으로 예상되면서 교통 분야에서의 역할도 주목받고 있다.

원본보기두산모빌리티이노베이션이 개발한 수소연료전지 드론이 농경지 관리에 활용되고 있다. 두산모빌리티이노베이션

일상생활에 들어온 드론

드론은 길이 없거나 험준한 지역에서도 원하는 곳에 날아서 닿을 수 있다. 헬기보다 저렴하고 안정적인데다 누구나 큰 어려움 없이 조종할 수 있다는 게 장점이다. 센서나 장비를 조금만 바꾸면 다양한 용도로 활용할 수 있다.

최근에는 환경감시·재해예방 등 공공분야에서 드론 수요가 늘고 있다. 효율성 향상과 비용 절감이 장점으로 꼽힌다. 일례로 환경부는 드론 36대 등을 동원해 지난해 11월부터 넉 달간 공장 미세먼지 등 오염물질 배출을 점검, 227곳의 사업장을 적발했다. 오염물질을 불법 배출하는지 확인하려면 종전에는 공무원이 사업장에 직접 들어가야 했다. 기초자료를 갖고 있긴 하지만 사업장이 미리 대비하는 경우도 있고, 인력의 한계로 전국에 약 5만6000개나 되는 사업장을 모두 확인할 수 없어 일부 사업장은 단속을 비껴가기도 했다.

환경부 대기관리과 관계자는 “드론이 사업장 상공을 날면서 센서로 실시간 측정해 오염물질이 많이 나오는 지역을 일차적으로 걸러내다 보니 적발률을 높일 수 있었다”고 말했다. 환경부는 산하 8개 유역청당 2명씩 16명의 드론 운용 인력을 계약직 전문위원으로 고용해 드론을 이용한 점검을 계속할 계획이다.

산림청 ‘스마트 산림재난대응팀’은 산불예방과 소나무재선충병 등 산림재해를 막는 데 드론을 활용하고 있다. 드론이 전송하는 영상을 분석해 산불피해 상황을 파악하고, 열화상 카메라로 잔불 위치를 확인하는 데 이용한다. 최경용 한국항공대 비행교육원 수석교관은 “불이 나기 쉬운 건조한 시기에 드론을 날려 임계점에 도달한 곳을 미리 확인해 물을 뿌려줄 수 있다”고 말했다. 도로와 교량, 댐과 같은 시설물의 안전점검에도 드론을 활용한다. 최경용 교관은 “다리를 받치는 교각을 예전에는 사람이 일일이 내려가 점검했지만 이젠 드론이 카메라로 쭉 찍어 확인할 수 있다”고 말했다. 고층 빌딩에 달린 비행유도등이 고장났는지 여부도 드론으로 확인할 수 있다.

화재 시에는 드론의 열화상 카메라로 우선 진화해야 할 곳을 파악할 수 있다. 프랑스 파리시는 지난해 4월 노트르담성당 화재 당시 드론을 사용해 화재 상황을 추적하고 소방 호스를 조준할 최적의 위치를 찾았다.

원본보기2022년 실제 상용 예정인 우편물 드론 배송 시스템. 행정안전부

건설 분야에서도 쓰임새는 유용하다. 건축 예정지를 측량한 후 픽스포디(Pix4D)와 같은 프로그램을 이용해 건물을 가상으로 세워 주변 변화를 예측할 수 있다. 실제 건물을 지었을 때 생길 수 있는 조망권·일조권 분쟁을 미연에 방지하는 데 도움이 된다. 국토부는 종이에 그림 형태로 구현된 지적공부를 수치화해 디지털지적으로 전환하는 사업에 드론을 활용할 계획이다. 자율주행에 필요한 정밀 공간정보 구축에도 도움이 될 것으로 보인다. 해양수산부는 드론을 해양 쓰레기 감시, 적조 모니터링, 항만 순찰, 불법어업 단속 등에 투입할 계획이다. 환경·안전·산림·측량 등 공공 수요가 지속적으로 발굴·확대되면서 정부는 2021년까지 4000여 대의 드론이 공공분야에서 활용될 것으로 예상하고 있다.

드론은 정보통신기술(ICT) 융합산업으로서의 연관 효과가 크다. 인공지능과 드론 간 통신을 위한 사물인터넷 기술, 각종 센서 기술과 기체 경량화를 위한 3차원 프린팅과 나노 기술 등 미래 산업의 핵심 기술을 적용·검증할 수 있는 최적 시험장 역할을 한다. 부품과 기체 제조업 외에도 운용·서비스 분야의 고용 창출도 기대할 수 있다.

글로벌 드론시장은 2016년 기준 7조2000억원(국내 704억원)에서 2026년 90조3000억원(국내 4조4000억원)으로 성장할 것으로 예상된다. 정부는 드론산업을 혁신성장의 8대 핵심 선도사업으로 정하고 지난해 ‘드론 활용 촉진 및 기반조성에 관한 법률’을 비롯한 법제도 마련에 나섰다. 지난 2월 19일에는 ‘드론 실명제’를 포함한 항공안전법 시행령 및 항공안전법 시행규칙 개정안도 입법 예고했다.

민간의 드론산업 진출도 속도를 내고 있다. 한글과컴퓨터 그룹은 지난 2월 24일 중국의 드론 제조사 DJI와 손잡고 상반기 중으로 가평에 국내 최대 드론 아카데미를 지어 ‘드론 파일럿’을 육성하겠다고 밝혔다. 국내 드론 교육에서 취약했던 산업별 특화 교육 과정을 도입할 계획이다. 한글과컴퓨터 관계자는 “가상현실 드론 시뮬레이터를 개발하면서 국내외 드론 기업과 협력하다 본격적으로 드론 교육 사업에 진출하게 됐다”면서 “향후 소방 안전 분야의 드론 장비 개발에도 나설 계획이다”라고 밝혔다.

원본보기드론 활용 유망 분야

ICT 융합으로 파급효과 커

두산모빌리티이노베이션은 수소연료전지를 활용한 드론을 지난해 10월부터 상용 판매하고 있다. 최대 30분 정도 비행할 수 있는 리튬이온 배터리 드론에 비해 수소연료전지 드론은 2시간 이상 비행이 가능하다. 이 회사 관계자는 “30분을 비행할 수 있다면 15분 동안 목적지로 날아갔다가 15분 만에 다시 돌아와야 하지만 두 시간이면 1시간을 비행해 목적지를 정찰하고 돌아올 수 있어 검사반경을 넓힐 수 있다는 장점이 크다”고 말했다.

드론은 개인용 자율비행 항공기(PAV) 등 미래 항공산업의 핵심으로도 꼽힌다. 이성용 정보통신기획평가원 융합정책팀장은 “업계는 자율주행의 다음 버전으로 자율비행을 꿈꾸고 있는데 그 기초가 드론”이라고 말했다. 그러면서 “여러 정보통신기술이 결합해 4차산업의 근간이 되는데다 향후 물류 분야에서도 각광받을 것으로 예상된다”고 말했다.

PAV 개발에는 현대차를 비롯해 보잉·에어버스·아우디·도요타 등 글로벌 기업들이 참여해 200여 개 기종을 개발하고 있다. 현대차는 우버와 도심항공 모빌리티 파트너십을 맺고 지난 1월 6일 미국소비자가전전시회(CES)에서 수직이착륙이 가능한 PAV 콘센트 기체인 ‘S-A1’을 선보였다. S-A1은 최고 속력이 시속 290㎞에 달하고, 최대 약 100㎞를 비행할 수 있다. 상용화 초기에는 조종사가 직접 조종하지만, 향후 자율비행이 가능하도록 개발될 예정이다.

정부도 지난해 8월 국토부에 드론택배·택시 상용화 등 미래 드론교통 전담 벤처형 조직인 ‘미래드론교통담당관’을 신설했다. 오는 5월에는 드론교통·개인비행체 등 구축 계획을 발표할 예정이다. 정부 관계자는 “드론이 교통 혼잡을 해결할 수 있는 도심형 교통수단으로 각광받으면서 세계 각국 공룡기업들이 속도 경쟁을 벌이다시피 대규모 투자를 단행하고 있다”면서 “정부는 드론택배·택시를 포함한 드론교통관리체계를 구축해 2023년 시범서비스를 운영할 계획이다”라고 밝혔다.드론의 가격이 낮아지면서 드론을 활용한 범죄·테러 가능성도 대두되고 있다. 불법촬영으로 사생활을 침해하거나 지난해 9월 사우디아라비아의 정유시설 피격처럼 드론에 폭발물을 실어 테러에 사용하는 사례들이 늘어나고 있다. 이 때문에 범죄에 악용되는 드론을 무력화하는 ‘안티드론’ 기술도 속속 연구되고 있다. 2018년 12월 런던 개트윅 공항에 미확인 드론이 침입해 폐쇄된 이후 연구가 본격화했다. 영국 국방부는 이 사건 이후 이스라엘 보안 기업 라파엘이 개발한 드론 방어시스템 ‘드론 돔(Drone Dome)’을 공항 옥상에 배치했다. 드론 돔은 3.2㎞ 떨어진 곳에서 최소 0.002㎡ 크기의 표적까지 탐지할 수 있다. 드론과 조종사의 위치를 찾는 추적기와 방해 전파를 쏘아 드론을 격추할 수 있는 기능까지 갖췄다.

미 육군은 40㎜ 안티드론 수류탄을 개발했다. 유탄 발사기에 장전해 적의 드론을 향해 쏘면 수류탄 안의 그물이 드론을 포획·추락시키는 방식이다. 그물망은 사용 거리가 짧고, 다수의 드론을 활용한 군집비행에 대응하기 어려워 레이저 빔을 활용한 요격 기술도 개발되고 있다. 날고 있는 드론에 악성코드를 심어 고장을 내는 방식도 있다.

드론 잡는 ‘안티드론’ 등장

국내에서는 한화시스템이 한국전자통신연구원과 함께 드론 감시용 레이더 기술을 개발하고 있다. 레이더가 드론을 최초 탐지·추적하는 1차 센서 역할을 수행하고 전자광학·적외선센서가 2차로 표적을 추적·식별한다. 레이더는 기존 군용에 비해 가격과 크기, 무게, 소비전력을 낮춰 상업용으로 사용이 가능하게 개발했다. 이 회사 관계자는 “현재 정지 상태에 가까운 초저속 드론까지 감지할 수 있어 개인 경호와 시설 방호에 최적화된 성능을 제공한다”며 “수십㎞ 높이의 드론을 전자교란을 통해 위성항법체계(GNSS·Global Navigation Satellite System) 신호를 탈취하거나 위조해 드론을 안전한 장소로 유도하는 기술도 갖추고 있다”고 설명했다.

하지만 조종사나 GNSS 신호 없이 탑재된 관성 합법 장치와 영상 센서, 기압계 등을 활용해 목적지까지 비행하는 자율비행 기술도 발전해 대응이 쉽지 않다. 드론 전문가인 심현철 카이스트 전기전자공학부 교수는 “제일 무서운 건 드론 신호를 강탈해서 내가 원하는 곳으로 보내 테러를 벌이는 것”이라면서 “위성 신호를 교란한다고 하지만 멀쩡한 항공기가 영향을 받을 수 있고, 도심에서는 위성신호를 이용하는 기기가 많아 먹통이 되기 쉽다. 어떤 드론은 외부 신호 자체를 이용하지 않아 ‘창과 방패의 싸움’이 계속될 것”이라고 말했다.








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