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칼럼
류한석의 신기술 토크미래의 드론은 자율비행 드론이다
류한석 류한석기술문화연구소 소장 2019년 06월호



사람들은 보통 드론이라고 하면 로터(rotor)를 두 개 이상 장착하고 양력으로 비행하는 멀티콥터(multicopter) 형태의 기체를 주로 떠올린다. 로터는 기계에서 회전하는 부분을 뜻하는데 회전자라고도 한다. 사실 드론이라는 용어 자체가 그런 형태의 기체에서 발생하는 붕붕거리는 소리에서 유래한 것인데, 현재 드론은 다양한 형태의 무인항공기를 통칭하는 의미로 사용되고 있다.


수직 이착륙과 공중 정지가 가능한 단일로터, 멀티로터는 항공사진 촬영이나 감시에 활용
드론은 비행 플랫폼의 형태에 따라 크게 세 가지 유형으로 구분한다.
첫째, 고정날개(fixed wing) 유형이다. 이것은 항공기의 동체에 날개가 고정된 형태로, 국내에서는 날개 ‘익(翼)’자를 사용해 ‘고정익’이라고도 한다. 고정날개 드론은 공기의 흐름과 날개의 압력 차로 발생하는 양력을 이용해 비행한다. 고정날개의 특성상 한곳에 머물러 있을 수는 없지만, 대신에 멀리 오래 비행할 수 있다는 장점을 갖고 있다.
둘째, 단일로터(single rotor) 유형이다. 비행에 사용되는 하나의 로터를 가지고 있으며 흔히 헬리콥터라고도 한다. 단일로터 드론은 고정날개 드론과 달리 수직 이착륙과 공중 정지가 가능하다는 장점을 갖고 있다.
셋째, 멀티로터(multi rotor) 유형이다. 비행에 사용되는 여러 개의 로터를 가지고 있으며 멀티콥터라고도 한다. 우리가 흔히 아는 드론의 모습이다. 단일로터 드론이 멀티로터 드론보다 더 높이 날 수 있는 반면에, 멀티로터 드론은 한곳에서 보다 안정적으로 오랫동안 머무를 수 있어 항공사진 촬영이나 감시 등의 용도로 널리 사용되고 있다.
단일로터와 멀티로터는 회전날개(rotary wing)로 통칭하며 국내에서는 ‘회전익’이라는 용어를 사용하기도 한다. 회전날개 드론은 고정날개 드론과 달리 제자리에서 양력을 발생시켜 수직 이착륙이 가능하기 때문에 활주로가 필요 없다. 회전날개 드론은 공중에서 머무를 수 있는데 이를 ‘호버링(hovering)’이라고 한다.
드론의 원격조정을 위해서는 ‘휴먼 머신 인터페이스(HMI; Human Machine Interface)’가 필요하며 드론을 조종하는 사람은 스마트폰이나 전용 컨트롤러를 이용해 앱, 음성, 동작 등으로 드론을 제어한다. 하지만 앞으로 드론은 ‘자율비행(autonomous flight)’으로 대부분의 임무를 수행하게 될 것으로 전망된다. 그런 점에서 볼 때 드론은 스스로 움직이는 기계를 뜻하는 ‘자율머신(autonomous machine)’의 일종이며 하늘을 나는 로봇 또는 공중 로봇으로 볼 수 있다.
완전한 자율비행 시스템을 탑재한 드론은 자율주행차와 마찬가지로 딥러닝(deep learning) 소프트웨어를 기반으로 스스로 주변 환경 및 상황을 파악해 비행 경로를 최적화하고 주어진 임무를 수행한다.


인텔, 우버, 택티컬 로보틱스…드론시장 공략하는 기업들
인텔은 드론 기술개발에 가장 적극적인 IT 기업 중 하나다. 인텔은 2015년 중국의 드론 기업 유닉(Yuneec)에 6천만달러를 투자하고, 2016년에는 드론 하드웨어와 소프트웨어 기술에 각각 강점을 가진 어센딩 테크놀로지스(Ascending Technologies)와 마빈치(MAVinci)를 인수하면서 본격적으로 드론 사업에 뛰어들었다.
인텔은 특히 군집비행(swarm flying) 기술에서 두각을 나타내고 있다. 평창 동계올림픽에서 인텔이 슈팅스타(Shooting Star) 드론 1,200여대를 이용한 드론쇼를 선보여 큰 화제가 된 바 있는데, 인텔의 군집비행 기술은 단 한 대의 컴퓨터와 한 명의 엔지니어만 필요할 정도로 자동화돼 있다.
승차공유 서비스 우버X(UberX)로 큰 성공을 거둔 우버는 2023년경을 목표로 드론 택시 서비스라고 할 수 있는 우버에어(Uber Air)를 준비하고 있다. 우버는 도심에서 사용 가능한 드론의 개발을 위해 보잉의 자회사 오로라 플라이트 사이언시스(Aurora Flight Sciences)를 비롯해 벨(Bell), 카렘 에어크래프트(Karem Aircraft) 등과 협력하고 있다. 또한 우버는 드론의 이착륙이 가능한 장소인 스카이포트(skyport)를 도심에 건설하기 위한 설계 작업도 하고 있다.
이스라엘 기업 택티컬 로보틱스(Tactical Robotics)는 전쟁터, 재난 지역 등에서 부상자를 긴급히 후송할 수 있는 자율비행 드론 코모란트(Cormorant)를 선보였다. 코모란트는 2명의 부상자를 후송할 수 있으며 원격지에서 부상자의 몸 상태도 모니터링할 수 있다. 또한 최대 500kg의 화물을 운반 가능하다. 코모란트는 수직 이착륙과 정밀한 비행이 가능하고 거친 날씨와 최대 40노트의 바람에도 작동할 수 있어 기존 헬리콥터가 적합하지 않은 곳에서도 운용할 수 있다.
머지않은 미래에는 도심에서 승객을 태우고 목적지로 이동하는 전력 기반의 수직 이착륙 기체(eVTOL; electric powered Vertical TakeOff and Landing) 형태의 자율비행 드론이 각광을 받을 것으로 예상된다.
이는 미래에 전기차 기반의 자율주행차가 주류를 차지할 것으로 보는 견해와 본질적으로 같은 맥락이다. 다만 아직까지는 기술적 과제가 있고 안전성 검증, 법제도 정비 등 여러 이슈들이 존재한다. 하지만 모든 건 시간의 문제일 뿐이다. 현재 오로라, 벨, 에어버스(AirBus), 볼로콥터(Volocopter) 등 여러 업체들이 도심에서 운용 가능한 eVTOL 형태의 드론을 개발하고 있으며 도입 초창기에는 조종사가 있거나 반자율비행 정도의 기능을 갖고 있겠지만 점차 완전 자율비행으로 진화하게 될 것이다.

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