드론(10) : 한국의 드론 1

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<한국의 드론>

드론에 관한 한 한국은 어느 나라에 뒤지지 않는다.

한국의 드론 기술이 세계적으로 알려진 것은 2018년 평창 동계올림픽 개회식에서 인텔기술의 드론으로 오륜기를 만들었을 때이다. 1,218개의 동시비행으로, 이는 『기네스북』,에 등재되었다.

2018년 2월 9일 평창 동계올림픽의 개막과 2월 25일 폐막식에 밤하늘을 수놓은 드론 군무가 세계를 깜짝 놀라게 했다. 평창의 하늘에서 1,218대의 드론이 스노우 보더 선수의 움직임과 올림픽을 상징하는 오륜기를 그려내어 투입된 드론의 수로 기네스 기록을 새롭게 경신했다.

더욱 놀라운 것은 1,218대를 조종하는데 단 1대의 컴퓨터와 1명의 조종사(관제사)만 투입되었다는 점이다. 이들 드론은 성인 남성의 주먹 크기에 비행을 위해 X자로 교차한 4개의 로터(회전날개)가 달려있다. 전체 크기는 가로세로 각각 384mm, 두께는 93mm이며 무게는 스마트폰 2개 정도에 불과한 330g이다.

한 사람이 1,218대의 드론을 조종한다는 것은 사실 불가능한 일이다. 사람의 인지 능력과 2개의 손으로는 고작 2대를 동시에 조작하는 것이 한계이기 때문이다. 그러므로 1명의 사람이 1,200여 대의 드론을 동시 조작하는 비결은 특별히 설계된 전용 소프트웨어의 공이다. ‘에어 디스플레이’라고 알려진 제어 소프트웨어는 연출자가 공중에서 어떤 이미지를 그리고 어떤 식으로 표현할지를 결정하면 이를 다수의 ‘점’으로 구성된 3차원 입체 애니메이션으로 구성하고 그에 맞춰 다수의 드론을 필요한 위치에 배치하고, 각각의 드론이 이동하는 비행경로를 자동으로 계산하여 배치한다. 즉, 1,218개의 드론을 사람이 일일이 조종하는 것이 아니라 미리 프로그램된 경로에 따라 각각의 드론이 움직인다는 뜻이다. 기술적인 면으로만 보면 자신의 위치를 일정하게 유지할 수 있도록 정밀한 ‘기압계’, ‘고도계’가 장착되고 비행 속도와 방향을 정밀하게 조절하는 ‘모터’, 균형을 맞추는 PID(Proportional, Integral, Differential) 제어 및 기계 동작을 관장하는 ‘메인 보드’가 기본이다.

인텔 평창올림픽 오륜가

 

그러나 아무리 자동 제어 프로그램이 잘 설계되어있다 하더라도, 강풍이나 갑자기 나타나는 새 등으로 인해 수백 대 이상의 드론이 서로 충돌하는 돌발적인 상황을 막는 것은 매우 어렵다. 또한 추운 날씨에는 드론의 배터리 효율이 급격히 떨어져 이상 동작하거나 고장, 추락하는 일이 잦다. <인텔>은 이를 리얼 센스(Real Sense) 기술로 해결했는데 리얼 센스 기술은 2개의 카메라 센서를 사용, 사람의 눈처럼 주위 사물의 위치와 방향, 형태 등을 3차원적으로 인식하는 기술이다. 그러므로 리얼센스 기술은 사용하면 여러 대의 드론이 같은 공간에 밀집되어 있어도 서로의 위치와 거리, 방향을 정확히 파악해 너무 가까이 근접하거나 충돌하는 것을 막고 항상 일정한 거리와 대형을 유지할 수 있도록 도와준다.

평창 동계올림픽의 드론 공중쇼는 드론의 미래가 4차 산업혁명을 좌우할 수 있다는 것을 보여주었다는데 의미가 있다. 특히 ‘엔터테인먼트·콘텐츠’ 부문에 새로운 바람을 불러일으켰다. 음악 축제를 비롯한 다양한 콘서트 현장에서 음악에 맞춰 군집 비행하며 형상과 문자를 만드는 드론 쇼는 어떤 콘서트에서든 활용할 수 있다. 특히 드론으로 가수 얼굴 형상이나 상징 문자를 표현하는 것도 가능하다는 것을 평창동계올림픽 개막식에서 보여주었다.

 

인텔 드론

서울시가 최근 큰 관심을 받는 드론을 직접 보고 체험할 수 있는 ‘2019 서울드론챌린지’를 광나루 한강 드론 공원에서 개최했다. 이 행사에는 ①드론 론칭쇼 ②드론 레이싱 ③드론 체험·전시 등의 메인 프로그램과 각종 부대행사도 같이 열렸다.

드론 론칭쇼에서는 한강에서 직접 드론을 날리면서 레저, 산업, 안전 등 3가지 분야의 드론 시연을 보이는 것이다. 드론 레이싱은 광나루 드론공원 내 전용 드론 레이싱 경기장과 활주로에서 정해진 코스의 장애물을 넘는 드론 스티어 레이싱부터, 100m직선 코스를 가장 빠르게 주파하는 드론을 가렸다. 참고적으로 평창올림픽에서 선보였던 세계 최고의 군집 비행은 중국에 의해 경신되었다.

그런데 드론의 편대비행 등 드론쇼는 매우 오래전부터 한국에서 잘 알려진 사실이다. 울산과기원(UNIST) 손흥선 교수는 여러 대의 드론 편대 원격조종에 성공하여 세계를 놀라게했다. LTE(4G) 통신망이 있는, 즉 스마트폰 통화가 이뤄지는 곳 어디에서나 1명이 여러 대의 드론을 원격 조종할 수 있게 된 것으로 이 기술의 성공으로 사람이 접근하기 어려운 곳에서 발생한 가스 유출 사고나 산불 감시 등의 임무를 효율적으로 수행할 수 있다. 손 교수는 현재 50대 이상의 편대비행이 가능하다고 발표했다. 1대의 드론 비행시간은 최대 30분 정도인데 20대가 함께 비행하면 임무수행 가능 시간은 총 600분으로 늘어난다.

 

한국에서 드론의 활약은 그야말로 대단하다.

2012년 경북 구미에서 불산가스 누출 사고가 났을 때 불산가스의 확산 경로를 몰라 1만 명이 넘는 주민이 가스를 마시고 치료를 받았다. 초동 조처가 미흡했고, 불산가스의 확산 경로를 몰랐기 때문에 피해가 컸는데 드론으로 이런 사고를 예방할 수 있다. 공역(空域)이 광범위하기 때문에 1대의 드론을 띄우더라도 가스 측정을 하기가 어려운데 편대비행이라면 이런 난제를 극복할 수 있다.

드론이 한국에서 앞으로 큰 역할을 할 수 있다는 것은 영월소방서에서 열린 시연으로도 알 수 있다. 영월 시연은 영월소방서로 조난 발생 신고가 접수되자 수색용 드론(유콘시스템)이 영월군청에서부터 초속 55ｍ로 약 2㎞를 날아와 조난 발생지 영상을 촬영한 뒤 상황실로 전송했다. 이어 KT(030200)의 정밀수색 드론이 같은 거리를 비행해 열화상 카메라로 조난자의 정밀한 위치를 찾아내 상황실에 보냈다. 또한 구호물품을 실은 드론(엑스드론)이 등장했다. 그물망까지 합쳐 총 10㎏의 구호물품을 매단 이 드론은 조난자 바로 주변에 정확하게 물건을 떨어뜨렸다. 드론이 임무를 완수하기까지 걸린 시간은 각각 5분이 채 안될 정도로 빠르므로 촌각을 다투는 조난자 구조상황에서 큰 역할을 보일 것으로 평가되었다.

드론을 활용해 수취인에게 택배를 전달하는 상황도 성공했다. CJ대한통운의 소형 드론은 영월서부터미널을 출발해 2.6㎞ 떨어진 영월군농업기술센터로 택배를 날랐다. 드론이 목적지에 다다르자 농업기술센터 내에 설치된 일종의 택배 보관함인 ‘딜리버리 포트’의 뚜껑이 열렸고, 드론은 정확히 그 지점에 택배를 투하했다. 수취인은 택배사로부터 받은 비밀번호를 입력해 물건을 꺼내 갔다.

2015년 3월 강원도 정선에서 발생한 산불 진화에도 드론이 혁혁한 공을 세웠다. 산불은 타다 남은 불씨가 옮겨붙어 다시 화재를 일으킬 수 있으므로 타다 남은 불씨를 완전히 끄는 것이 중요하다. 밤이 되면 유인 헬리콥터의 비행은 어렵고 소방대원만으로는 산 전체를 점검하는 것이 불가능하다. 드론으로는 이것이 가능하다. 낙동강유역환경청은 낙동강 수질관리와 녹조예방, 화학, 수질오염사고, 환경영향평가 사업장관리, 습지보호지역 관리를 위해 드론을 도입했다.

2015년에 강원도 평창에서 드론을 활용해 산속에서 조난자를 구조하는 연습도 드론의 효용도를 알려준다. 산에서 넘어져 골절상을 입은 조난자를 드론이 찾아내 위치 정보를 구조대에 알린 것이다. 열화상 카메라를 장착한 드론이 나무 위를 날아다니며 조난자를 찾은 것인데 이 연습의 중요성은 높은 산에서는 통신 장애가 일어나는 경우가 잦으므로 통신용 기지국을 실은 드론도 근처에서 함께 날랐다는 점이다.

 

2019 서울드론챌린지 포스터

한국의 KT가 매우 흥미있는 드론을 개발했는데 드론을 활용한 재난망 서비스를 가동시키는 것이다. 휴대전화가 잘 터지지 않는 곳에서 조난자가 발생했을 때 기지국 시설을 갖춘 드론을 보내 통신망을 임시로 복구하는 것이다.

 

드론이 활동적으로 활약하는 분야는 고속도로다. 고속도로를 달릴 때 주변에 경찰차도 안 보이고 무인단속 카메라도 없다면 안심(?)하고 교통 법규를 위반하는 운전자들이 많은데 이제는 아니올시다. 고속도로 대부분을 관할하는 <한국도로공사>에서 드론을 띄워 교통법규 위반 차량을 적발하기 때문이다. 2017년 버스전용차로 위반으로 고발된 건수만 540건이 넘는다. 단속에 활용하는 드론은 활동반경이 7㎞에 최고 고도는 150m에 달하며, 장착된 카메라는 4,200만 화소나 되어 그야말로 공중을 맴돌며 날카로운 눈으로 먹잇감을 찾는 매나 마찬가지이다. 사실 과거에도 설연휴 등 교통혼잡이 심한 경우 카메라를 단 비행선을 띄워 위반차량을 단속한 적이 있지만 기동성이나 활용성면에서 드론이 월등히 뛰어나다.

고속도로를 주행하는 운전자가 신경써야 할 부분은 차간거리 위반, 즉 안전거리 미확보이다. 현행 도로교통법 19조에는 안전거리 확보에 대해 ‘모든 차의 운전자는 같은 방향으로 가고 있는 앞차의 뒤를 따르는 경우에는 앞차가 갑자기 정지하게 되는 경우 그 앞차와의 충돌을 피할 수 있는 필요한 거리를 확보하여야 한다’고 규정돼 있다. 안전거리는 차량 속도에 따라 달라지기 때문에 명확한 구분은 없는 게 사실이지만 통상적으로 인정되는 권장 안전거리(시속 100㎞ 주행 시 100m 등) 에 크게 못 미친다고 판단되는 경우 적발대상이 되며 범칙금을 내야한다.