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2시간 나는 수공 양용 드론 개발⋯2019년, 새로운 판도 열릴 것

기사승인 2018.11.16  13:03:05

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- KIOST 이용국 박사, 공중과 바다를 자유롭게 넘나드는 드론 개발 막바지 단계 돌입

[CCTV뉴스=신동훈 기자] 1973년 설립한 한국해양과학기술원(KIOST)는 해양수산부 산하 출연연구기관으로, 명실 공히 우리나라를 대표하는 해양연구기관이다. 4차 산업혁명 시대를 맞이해 해양환경 보전과 기후변화 대응을 넘어 국민 삶의 질 향상, 재해/재난으로부터 안전 등까지 새로운 임무를 받고 진행중에 있다.

특히 4차 산업혁명 시대를 대표하는 기술이라 할 수 있는 드론을 활용한 R&D에도 집중하고 있는데 특히 최근에는 하늘과 바다를 넘나드는 수공 양용 드론 개발 막바지 단계에 돌입해 관련 업계는 물론 군 관계자들에게도 많은 관심을 받고 있다. 본 드론 개발 총 책임을 맡고 있는 KIOST 이용국 박사를 만나 수공 양용 드론 개발 과정과 향후 계획에 대해서 들어봤다.

수공 양용 드론 개발 총 책임을 맡고 있는 한국해양과학기술원(KIOST) 이용국 박사

KIOST 센서 기술 드론에 접목해 해양 정보 측정 더욱 정확하고 수월하게

이용국 박사는 최근 조직개편이 되기 전 KIOST 안전/방위연구본부장으로서, 해군 작전 지원을 위한 해양환경정보 조사를 통해 해저지형, 수중 음향환경 조사 등 해군과 관계되는 연구를 주로 했다. 이 박사는 “KIOST는 깊은 바다 속 육안 관찰, 조사가 어렵기 때문에 다양하게 발전된 센서를 이용한 기술이 발전되어 있다”며 “이를 통해 해저 지형, 수중 환경, 해수 수온, 염분, 해류 이동 등의 조사 결과물을 내고 있다”고 답했다.

최근까지도 해양조사의 경우 선박(연구선)에 장착되어진 여러 가지 센서를 이용한 해양 환경조사, 해양 기상 환경조사 등이 이뤄지고 있으나, 선박을 이용하면서 발생하는 여러 주변 잡음에 의한 영향 등으로 인해 각 센서 값에 미치는 문제점도 발생하고, 특히 선박을 이용함으로 발생하는 고 비용도 문제였다. 이에 무인시스템의 이용 특히 공중, 수상과 수중드론을 활용한 방법을 모색하게 된 이 박사는 수중 드론을 활용한 무인 시스템 기술 개발에 박차를 가하게 되고 수중 글라이더(Underwater Glider) 등을 개발하게 된다.

이용국 박사는 “미국과 프랑스 등에서 개발된 수중 글라이더의 경우 자국 주변 해양환경 조사에 적합하게 개발된 모델로 우리나라 주변 해양 환경조사를 위해서는 적합한 시스템 기능 개발과 필요한 센서 장착이 용이하도록 설계된 한국형 수중 글라이더가 필요해 2012년 개발하게 됐다”며 “이를 통해 더 깊은 곳을 더 오래도록 탐사를 할 수 있게 됐다”고 말했다.

수중 글라이더에서 수공 양용 드론을 개발하기까지

이처럼, 깊은 바다 속 탐지가 가능한 수중 드론을 개발했지만, 바다에 떨어뜨리면 망가져 버리는 공중 드론을 보고 바다에 떨어져도 다시 날 수 있는 드론을 개발해야겠다고 이용국 박사는 생각하고 수공 양용 드론 개발에 박차를 가하게 된다.

이용국 박사는 “공중 드론이나 수중 드론 둘다 메인 컨트롤러 보드의 기능이나 그 제어 기능은 거의 동일한 특징을 가지고 있다. 또한, 공중 시스템과 해양 시스템 모두 체계화되어 있기 때문에 두 기체의 장점을 함께 이용할 수 있는 이동체를 개발하게 되면, 무궁무진한 활용분야가 기대되는 전천후 드론이 되겠다고 생각했다”고 전했다.

2015년 후반부터 관련 드론 시제품 개발을 위한 적용 기술에 대한 연구를 시작으로 2017년 현재 1차 시제품 개발을 완료하고 현재 산업화와 현장 활용이 가능한 2차 시제품 개발을 위한 정부과제를 신청 추진 중에 있다. 이 박사는 향후 개발품인 수공 양용 드론은 3D 프린터를 이용한 프레임 제작과 무게는 3.5~4Kg, 최대 시속은 약 40Km/h 속도로 계획하고 있으며, 50~100m까지 잠항이 가능하도록 센서와 모듈화 개발도 서두르고 있다.

특히 이 박사는 “활주 공간이 필요없이 수직 이착륙을 하는 VTOL(Vetrical Take Off and Landing, 수직이착륙) 형의 회전익과 고정익이 혼합된 하이브리드형 기동형 비행체를 이용해 해양관측이 이뤄질 수 있도록 계획하고 있다”고도 덧붙였다.

현재는 정지화면 촬영을 위한 수중, 공중 겸용 카메라 센서만 달려 있지만, 적용 가능한 다양한 목적의 소형 센서를 사용자 맞춤형으로 이용할 수 있는 수공 양용 드론을 개발해 나갈 방침이다.

예를 들어, 자기 센서가 달린 수공 양용 드론이라면, 수중 침선조사 등 탐지가 가능하고 공중에서는 지뢰 등 자기 물체 탐지가 가능해진다. 또한, 도하 작전 수행에 필요한 광역 사전 정찰, 장애물 등 사전탐지에 적용할 수 있어 작전을 수행하는 병사의 안전을 든든하게 지원하는 역할을 할 수 있다.

약 3년간 개발에 의해 시제를 만들어 운용의 경험을 쌓고 있지만, 아직 풀어야 할 과제도 많다.

공중을 날던 드론이 수중에 진입시 즉시 수중 환경에 맞게 메커니즘이 자동으로 변경되어야 하고, 이 반대도 마찬가지이다. 통신도 풀어야 할 과제로, 현재 통신 시스템으로는 수심 3~4m 깊이 정도만 가능한 무선 통신의 경우도 좀 더 깊은 수심에서 통신이 가능한 수중통신 기능도 확보해야 한다. 이 박사는 “수중 200m까지 잠항해 운영되는 수중 글라이더의 장점을 어떻게 접목시킬지 그리고 다양한 센서 등을 어떤 적용성에 따라 드론기술과 통합할지 등을 고민하고 있다.

지난 9월 13일 킨텍스에서 열린 ‘2018 대한민국방위산업전(DX-KOREA)’에서 KIOST는 수공 양용 드론을 선보여 군 관계자들의 이목을 집중시켰다.(출처: KIOST)

수공 양용 드론 개발을 통해 함께 상생할 수 있는 생태계 구축

이용국 박사는 수공 양용 드론을 개발한다 하자 “왜 해양을 연구하는 KIOST에서 드론(공중 드론의 좁은 의미로 판단)을 만드느냐?”는 질문을 많이 받았다고 한다. 기존 공중드론 관계자들 입장에서는 생소한 분야에서 접근이기도 하고, 자신들 영역을 침범했기 때문이라 생각된다. 여기에 이 박사는 “KIOST의 가장 큰 장점인 센서관련 기술과 거기서 얻어지는 자료를 바탕으로 연구해오던 기술을 원천으로, 수중 글라이더와 공중드론을 접목해 수공 양용 드론을 개발하는 것으로, 개발과 관련된 기관, 이해관계자의 협업 모델로써 4차 산업 시대를 선도할 수 있는 적합한 모델일 뿐 만 아니라 각 분야 인식변화는 물론 협업에 의해 상생할 수 있는 좋은 케이스라 본다”고 강조했다.

실제로, 수공 양용 드론은 ▲센서 개발과 드론 플랫폼 통합과 해석은 KIOST에서 ▲무인 이동체 드론 개발은 스카이라인(대표 송재수)이 ▲카메라를 활용한 영상 패턴분석 등의 빅데이터 분석에 대한 준비는 비젼인(대표 김학일)이 ▲드론 운용을 위한 다양한 애플리케이션 개발은 BNT(대표 박인환) 등이 협업해 함께 꾸준히 진행하고 있다.

특히 드론을 개발한 스카이라인은 2시간 이상 비행할 수 있는 회전익, 고정익의 혼합형 VTOL 개발에 주력하고 있다. 이는 기존에 활용되지 못한 센서 장착이 가능한 드론으로서, 드론 활용 분야에 대한 장벽을 없애고 무궁무진하게 활용할 수 있을 것으로 이 박사는 기대하고 있다.

이용국 박사는 “공중과 수중에서 카메라를 활용한 영상 빅데이터 구축, 국방에서는 해안선 경계, 해양에서는 불법 어선 단속 등 비행 시간 한계로 인해 활용되지 못했던 분야에서 다양한 활용이 가능해진다”며 “장시간 비행과 공중, 수상과 수중에서 운용 가능한 새로운 드론 개발은 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대한다”고 전했다.

덧붙여, 4차 산업혁명 시대를 맞이해 각자만의 영역을 배제하고 함께 상생해 나갈 수 있는 협력 생태계를 구성해야 한다고 이 박사는 강조했다. 이 박사는 “현재 수공 양용 드론을 개발하며 다양한 업체와 다양한 전문가들과 협력하며 서로간 장점을 하나로 뭉친 것처럼, 이제는 자기 분야만이 아닌 함께 소통하고 협력해 새로운 아이템을 고민해야 할 새로운 시대”라며 “정부에서도 다양한 분야 협업 과제 발굴을 위한 혁신지원 등 다양한 방법으로 관련 생태계 조성을 위한 노력이 진행되고 있어, 이런 것들을 바탕으로 연구자, 개발자가 개발이 필요한 적절한 시기를 놓치지 않고 연구, 개발에 매진할 수 있는 환경이 마련됐으면 한다”고 말했다.

지금도 다양한 분야 전문가들과 협력해 수공 양용 드론 상용화를 위해 매진하고 있는 이용국 박사. 아무쪼록, 성공리에 본 제품을 개발해 새로운 틈새시장을 개척하는 한편, 드론의 미래를 선도하는 대한민국으로 나아갈 수 있는 디딤돌이 되길 바란다.

신동훈 기자 sharksin@cctvnews.co.kr

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