[사이언스프리즘] 자율비행체로 진화하는 드론

인명구조·물류 등 실생활 사용 / 인간 위협 군사기술로도 개발 / 이젠 모빌리티 수단으로 발전 / 신산업 창출 선택과 집중 필요

지난 9월 14일 사우디아라비아의 국영 석유회사인 아람코의 석유 시설 2곳이 드론 공격을 받아 가동이 중단되고 이에 따라 전 세계 유가가 폭등하는 현상이 일어났다. 1년 반 전인 2018년 평창 동계올림픽 개막식에서는 1218개의 드론이 군집 비행하는 아름다운 모습을 만들어 내기도 했다. 드론을 통한 방송촬영 등 우리의 실제 생활에도 드론은 이미 깊숙이 들어와 있다. 이처럼 드론은 한편으로는 인간의 생명, 신체에 위협이 되는 군사기술이기도 하고 다른 한편으로는 인명구조, 물류 등 인간의 생활을 이롭게 하는 기술이기도 하다.

이성엽 고려대 기술경영대학원 교수 ICT학

드론은 올해 4월에 제정된 ‘드론 활용 촉진 및 기반조성에 관한 법률’에 따르면 ‘사람이 탑승하지 아니한 채 항행할 수 있는 비행체’로 정의된다. 한마디로 무인항공기 라고 할 수 있다. 드론은 크게 보면 세 가지 기술을 기반으로 한다.

첫째는 비행제어 기술이다. 롤(Roll), 피치(Pitch), 요(Yaw)라고 불리는 3축 모멘트가 작용하는데, 이는 각각 좌우 수평이동, 전후방 이동, 좌우 회전하는 방향을 의미한다. 세 가지 모멘트를 제어해 제자리에서 비행하는 호버링, 전진, 후진, 좌·우측 등 자유롭게 비행할 수 있다. 둘째는 센서 융합 및 영상처리 기술이다. 비행제어 기술이 드론의 균형을 잡는 역할이라고 하면, 카메라나 센서 정보는 주변 환경을 인식하는 눈의 역할을 한다. 비행체에는 카메라를 이용해 획득한 사진정보를 영상처리를 통해 가공하거나 센서정보를 획득해 필터링과 같은 제어기법을 사용한 후 제어명령을 내리는 센서융합 기술이 사용된다. 대표적인 센서인 위성항법장치(GPS) 센서는 인공위성으로부터 GPS 수신기에 위치를 알려준다. 셋째는 무선통신 시스템이다. 무선통신을 통해 원격 조종기나 지상관제 시스템이 드론을 제어하고 통제하는 명령을 내린다. 블루투스, 와이파이(Wi-Fi), 셀룰러, 위성통신 등이 사용된다.



한편 드론의 군사무기화에 대응해 드론 탐지를 위한 안티드론 기술도 사용되고 있다. 허가받지 않은 특정 구역을 침범한 드론을 교란전파나 레이저를 쏘아 격추하거나, 주파수를 해킹해 공격용 드론을 원하는 곳으로 유도한 뒤 착륙하도록 하는 기술 등이 이용된다. 많이 사용되는 레이더 방식은 전파를 쏴서 드론에서 반사돼 오는 전파를 찾아낸다. 방향 및 거리 측정이 용이하지만 저공비행하는 드론을 찾기 어려운 문제가 있다.

처음에는 폭격이나 정찰 등 군사용으로 개발된 드론이 다양한 분야에서 각광받는 이유는 원격조종이 가능하고 드론에 부가장비를 부착해 다양한 정보를 수집할 수 있기 때문이다. 장비들은 온도나 조도 센서, 산소 및 이산화탄소 농도 센서를 비롯해 GPS, 카메라, 초음파 장비까지 다양하다. 게다가 아마존은 드론 택배, 우버는 드론 택시를 계획하고 있는 등 드론은 이제 모빌리티 수단으로까지 발전하고 있다. 지상에서는 자율주행 자동차가, 하늘에서 자율비행 드론이 인간의 이동수단이 될 날이 다가오고 있는 것이다.

현재 드론 시장은 중국의 DJI가 상업용 드론시장의 70%를 차지하고 있고 그 외 미국, 프랑스가 뒤를 잇고 있지만 한국의 경우 아직 갈 길이 멀다. 최근 정부가 다양한 분야에서 규제를 선제적으로 개선해 드론 신산업 창출에 노력하고자 한 점은 다행이다. 향후 우리가 강점이 있는 군사용 드론 산업을 집중 육성하는 것은 물론 상업용 시장의 경우에도 무선통신 및 반도체 등 정보기술(IT) 경쟁력을 이용할 수 있는 분야에 대한 선택과 집중이 필요하다.

사실 드론은 추락이나 충돌로 인한 비행 안전성 확보와 영상 수집에 따른 프라이버시 보호를 위한 규제의 필요성이 상당히 인정되는 분야이다. 4차 산업혁명의 어떤 기술보다 규제와 진흥의 조화가 필요하지만 과도한 규제로 인해 진흥이 희생되지 않도록 유의해야 할 것이다.

 

이성엽 고려대 기술경영대학원 교수 ICT학