시장조사기관 인더스트리데이타애널리스틱(industrydataanalytics)에 따르면 2026년 글로벌 수중 드론 시장이 $US 1억6750만달러 규모로 성장할 것으로 전망된다.2021년 ~ 2026년까지 수중 드론의 시장 규모가 연평균 38.4% 성장할 것으로 예측되고 있다. 수중 촬영이나 낚시, 교육, 해양 생태계 조사, 지진, 해류 등의 조사 분야에서 드론 활용성이 증대되기 때문이다.또한 수중 시설물 관리, 선박 하부검사, 수중 구조물 검사뿐만 아니라 생태계 변화로 사라지고 있는 어종을 보호 및 육성, 관리하기 위해 양식 및 양어장 관리를 위한 수요도 증가하고 있다.따라서 향후 글로벌 해양, 수산, 해운, 항만 분야에서 4차 산업의 핵심 영역으로 수중 드론이 부상할 가능성이 매우 높다.▲ 인더스트리데이터애널리스틱(industrydataanalytics) 홈페이지

인도 시장조사업체 에큐먼 리서치 앤 컨설팅(Acumen Research and Consulting)에 따르면 2028년 글로벌 수중 드론의 시장 가치가 US$ 75억달러에 이를 것으로 전망된다.수중 드론은 해수면 아래로 유영하는 무인기로써 주로 해양 탐사를 목적으로 개발되고 있다. 분석팀은 수중 드론 시장이 2021~2028년 연평균 11.8%씩 성장할 것으로 내다봤다.현재 수중 드론 시장에 지배적인 위치를 선점한 곳은 북아메리카다. 특히 미국 정부 및 대학 연구기관에서는 해양사고 대응, 해양기후 분석 등을 위해 수중 드론을 투입하고 있다.반면, 수중 드론 시장이 가장 빠르게 성장하고 있는 지역은 아시아다. 중국의 경우 민간 업계에서는 취미용 수중 드론을, 인민해방군과 대학연구기관에서는 잠수함 폭파용 수중 드론을 각각 개발 중이다.수중 드론은 유형과 목적에 따라 분류할 수 있다. 유형에 따라 자율수중드론(AUV), 원격조종수중드론(ROV), 하이브리드수중드론(HUD) 등 크게 3가지로 분류된다. 목적에 따라서는 과학연구, 방위 및 보안, 상업 탐사 등으로 나뉜다.현재는 자율수중드론과 원격조종수중드론에 대한 연구개발이 한창이다. 오랫동안 유영할 수 있는 배터리 성능, 수압을 견딜 수 있는 내구성, 원활한 무선 네트워크 연결망 등이 수중 드론 기술력의 관건이다.드론의 개념이 공중에 국한됐던 과거와는 달리 지금은 수중부터 지상까지 그 영역의 한계가 희미해지고 있다. 특히 해저 탐사에 새로운 길을 열고 있는 수중 드론은 앞으로의 발전 가능성이 상당히 클 것으로 기대된다.▲우즈홀해양연구소의 수중 로봇드론 '오르페우스' 이미지(출처 : 홈페이지)

미국연방교통안전위원회(이하 NTSB)에 따르면 최근 하와이 상공에서 바다 속으로 추락한 수송기 잔해를 수중 드론을 투입시켜 조사한 것으로 알려졌다.지난 7월 2일, 호놀룰루 국제공항에서 출발한 보잉 737-100 수송기가 오전 1시 33분에 이륙했다. 그러나 이륙한 지 9분 만에 엔진 이상을 감지한 조종사 2명이 관제소에 이를 보고했다.결국 킬라엘로아 공항에 비상 착륙을 시도하려 했지만 엔진 불능으로 인해 바다 속으로 추락했다. 다행히 해안경비대에 의해 2명의 조종사를 무사히 구조됐고 생명에는 지장이 없었다.비행기 사고가 발생하면 NTSB는 정확한 사고 경위를 조사하기 위해 블랙박스를 수거한다. 그러나 추락한 수송기가 해수면 아래 약 130미터에 잠겨져 있어 조사에 시간이 걸릴 수밖에 없었다.우선 수중 음파 측정기인 사이드 스캔 소나(Side-Scan Sonar)로 잔해물 위치를 탐지했다. 이후 NTSB의 지원 요청을 받은 시 엔지니어링(Sea Engineering)은 드론개발업체 시모어 마린(SEAMOR Marine)에서 개발한 수중 드론을 투입했다.시모어 마린의 탐지용 수중 드론 ‘Seamoor Chinook Inspection ROV’를 사용해 잔해물의 영상 및 이미지를 획득했다. 동체가 부서져 비행기 앞부분이 떨어져 나갔고, 꼬리 부분도 부러진 것으로 확인됐다.기존 방식처럼 잠수팀이 투입되거나 수색정에 수중 카메라를 매달아 잔해 상태를 파악할 수도 있다. 그러나 시간, 비용, 정확도의 측면에서 드론보다 뒤떨어지는 것이 현실이다.NTSB 관계자는 “수중 드론으로 사고 비행기의 상태를 확인하는 것만으로도 조사에 충분한 참고자료가 됐다”면서 “이후 비행 기록 장치를 분석해 더욱 정밀하게 알아볼 것이다”라고 밝혔다.참고로 시 엔지니어링은 하와이주립대학교에서 설립한 복합 엔지니어링업체이다. 한편, 시모어 마린은 수중 드론만을 개발하고 제작하는 업체로 2006년 설립됐다.▲수중 드론으로 촬영한 사고 비행기의 잔해물(위)과 수중 드론 Seamoor 시리즈(아래)(출처 : Sea Engineering, SEAMOR Marine)

중국 하얼빈공정대학(哈??工程大?)에 따르면 특정 잠수함을 폭파할 수 있는 공격형 수중 드론을 개발 중인 것으로 나타났다.이 수중 드론은 정해진 경로로 수면 아래 약 10미터 정도에서 유영할 수 있다. 감지센서에 포착된 잠수함을 인공지능(AI)으로 피아를 식별하고 어뢰로 공격한다. 연구진은 추후 군집 드론 형태로 개발한다는 계획이다.수중 무기에 대한 연구는 1990년대부터 시작됐으며 현재에 이르러 드론으로 구현되고 있다. 인공지능 기술과 드론형 어뢰 공격 시스템을 접목하며 더욱 진보되고 있는 것이다.하얼빈공정대학은 중국 내에서도 손꼽히는 잠수함 연구소를 보유한 대학 연구기관이다. 이번 수중 드론 프로젝트는 중국 인민해방군에서 연구개발비를 지원하고 있다.이번 프로젝트의 설계 단계를 일부 공개한 것은 인민해방군이다. 최근 대만해협을 둘러싼 분쟁의 긴장도가 점차 고조되고 있는데 이와 어느 정도 연관돼 있다는 해석이 적지 않다.글로벌 드론산업을 연구하는 국가정보전략연구소는 “드론이 여러 형태로 개발되면서 해양 분야의 무기체계도 급변하고 있다”면서 “미래 수중 전쟁의 필요성이 드론 기술개발의 새로운 기회로 작용할 것이다”라고 밝혔다.▲하얼빈공정대학 전경(출처 : 홈페이지)

중국 수중드론 전문제조업체 체이싱(Chasing)에 따르면 안드로이드 및 iOS 체제의 스마트폰으로 제어할 수 있는 수중드론 ‘체이싱 도리(Chasing Dory, 이하 도리)’를 업그레이드하고 있다.현재 도리 모델은 수심 49피트(약 15미터)에서 유영하며 사진과 HD 영상을 촬영할 수 있다. 와이파이로 연결돼 스마트폰으로 실시간 영상을 보며 터치로 조종할 수 있다.크기도 247×188×92mm로 성인이 한 손으로 집을 수 있어 휴대성이 매우 좋다. 배터리 완충 후 1시간 동안 작동 가능하며 유영 속도는 1.5노트(시간당 2.7킬로미터)이다.별도의 부표가 있으며 이것으로 GPS를 송·수신할 수 있다. 기체에 케이블선을 꼽은 채로 유영해야 하기 때문에 기동 범위가 제한적이며 이에 따라 수심도 49피트로 정해졌다.체이싱 연구진은 도리 모델을 업그레이드해 유영 가능한 수심을 현재의 10배에 달하는 490피트까지 늘릴 방침이다. 유영 범위가 넓어진 만큼 배터리 용량도 확대할 계획이다.또한 현재의 와이파이 영상 전송 및 컨트롤 방식도 개선하겠다고 밝혔다. 수중에서는 와이파이 전송률이 고르지 못하고 수심이 깊어질수록 다른 통신수단으로 대체할 필요성이 커지기 때문이다.미국이나 유럽은 국가 차원에서 수중드론을 개발해 해양 탐사 목적으로 활용하고 있다. 반면 중국은 일반 사용자를 대상으로 취미용 수중드론을 개발한다는 점에서 다른 양상을 보이고 있다.▲체이싱 도리의 스마트폰 조작 가상화면(상)과 한 손에 잡히는 모습(하)(출처 : 홈페이지)

미국 해군에 따르면 최근 얕은 수심에서 지뢰를 탐지할 수 있는 드론 실험을 진행 중인 것으로 나타났다. 지뢰를 탐지하고 해당 데이터로 지뢰 매핑을 설계하는 것이 목적이다.현재 미해군은 50차 발트해 작전(BALTOPS 50)의 일환으로 지난 6월 6일부터 북대서양조약기구(NATO) 회원국과 함께 해상, 방공, 상륙, 지뢰대응 등 작전 훈련을 실시하고 있다.이중 지뢰대응 훈련으로 드론 테스트를 진행 중이다. 광물 탐사에 사용됐던 각종 탐지기 및 레이더를 드론에 적용해 수중 지뢰를 감지 및 식별하려는 것이다.얕은 수심에서 특정 물질을 탐지할 수 있는 광물질 탐지기인 METL(Magnetic Expeditionary Threat Locator)와 지표투과 레이더인 스카이 글래스(Sky Glass)로 정확도를 측정하고 있다.미해군은 드론에 장착될 지뢰 탐지 센서로 관련 데이터를 수집해 지뢰 식별 지도까지 구축할 계획이다. 해상 작전을 수립하는 데 드론이 필수 요소로 자리 잡고 있는 셈이다.최근 몇 년간 미해군은 드론을 활용한 군사작전 훈련을 활발하게 수행하고 있다. 항공모함용 드론, 태양광 드론, 공격형 군집드론, 급유용 드론 등 임무 형태도 점차 다양해지고 있다.▲미해군의 정찰무인기 MQ-4C 트리톤(출처 : wikipedia)

일본 민간통신회사인 KDDI에 따르면 3사 합작으로 세계 최초 수공합체드론(水空合体ドローン)을 개발했다. 개발사는 각각 KDDI와 KDDI종합연구소(KDDI総合研究所), 프로드론(プロドローン)이다. 댐, 항만설비의 점검과 수산어장 감시의 인력 감축과 안정성을 확보하기 위한 목적이다. 2022년도까지 상용화하는 것을 목표로 정했다. 인프라 점검에 사용되는 수중드론을 모체로 하는 드론 모델로 검사 장소까지 비행해 착수할 시, 수중드론으로 분리된다. 점검을 완료한 후 분리된 기체를 회수하여 귀환한다. ▲KDDI 로고 

미국 해양대기청(NOAA)에 따르면 허리케인 관련 데이터를 수집하기 위해 수중 드론을 투입할 계획이다. 허리케인 경로와 규모를 예측해 재난 피해를 사전에 대응하기 위한 목적이다.최근 해양대기청은 이번 6월부터 시작된 허리케인 시즌에 대비해 공중 드론을 투입시켜 관련 데이터를 수집하겠다고 밝힌 바 있다. 여기에 추가로, 수중 드론까지 투입해 더 정확한 허리케인 데이터를 확보한다는 방침이다.해양대기청에서 개발한 수중 드론 글라이더(Glider)는 해수면 아래 0.5마일(약 800미터) 이내를 유영할 수 있다. 염분 함량과 수온, 용존산소 등을 감지하는 센서를 장착해 관련 데이터를 수집한다.2020년 허리케인 시즌 당시 글라이더로 수집 및 분석한 데이터로 1만3200여개의 측정점을 도출했다. 이 측정값은 허리케인 발생지와 규모 등을 예측하는 데 적절하게 활용됐으며, 비상대피 명령 여부를 결정짓는 데도 크게 기여했다.수중 드론의 장점은 해양 기상에서 간과될 수 있는 해수면 아래의 다양한 변수를 예측하는 데 있다. 게다가 바다 속 상황을 실시간 데이터로 전송할 수 있다는 점도 1분 1초를 다투는 재난상황에서는 큰 이점이다.국립허리케인센터(NHC) 관계자는 “재난으로부터 국민들의 생명을 구할 수 있는 정보가 드론이라는 새로운 기술로 더욱 체계화되고 있다”고 밝혔다.▲허리케인 데이터 수집을 위해 투입되는 수중드론(출처 : 미국 해양대기청 홈페이지)

스위스 수중드론개발업체 하이드로미아(Hydromea)에 따르면 HD 비디오를 전송할 수 있는 무선 수중드론을 개발하고 있다. 케이블 선이 없이 광 펄스를 이용해 데이터를 전송하는 방식이다.수중드론을 원격으로 조종하거나 자율유영을 하는 기술은 곳곳에서 개발되고 있다. 하지만 수중에서 전파를 주고 받는 것은 상당히 제한되기 때문에 수중 탐사 시 케이블 선을 이용하는 경우가 많다.케이블 선을 연결하면 수중 영상을 지상 센터에 전송하는 데 매우 안정적이고 확실하다. 단, 수중드론이 영상으로 담을 수 있는 영역은 케이블 선에 따라 매우 제한적이다.하이드로미아 연구팀은 무선으로 HD 고화질 영상을 전송할 수 있는 방법으로 빛을 이용하기로 결정했다. 광 펄스(light pulses)를 통해 영상 데이터를 2진수 데이터로 변환 및 전송하는 것이다.연구팀은 무선 수중드론 프로토타입 엑스레이(ExRay)를 기존 수중 통신 시스템 루마(Luma)에 연결해 테스트를 진행했다. 루마는 지상 센터와 수중드론의 광학 모뎀을 광 펄스로 연결해준다.엑스레이는 470나노미터 청색 LED의 광 펄스를 계속 발산하며 영상 데이터를 전송한다. 간이 무선통신기 트랜스시버가 초당 10메가비트의 속도로 데이터를 전송하기 때문에 HD 비디오를 끊김없이 보낼 수 있다.현재 수중드론이 영상을 보내며 유영할 수 있는 수심은 50미터가 한계이며 탁도에 따라 더욱 제한적이다. 연구팀은 수심 100미터까지 기술력을 향상시켜 무선 수중드론의 영역을 확대하겠다고 밝혔다.참고로 하이드로미아의 수중드론 엑스레이 모델은 세계 최초의 무선 수중드론으로 불리고 있다. 관련 기술이 더욱 발전한다면 향후 해저 탐사 및 수색 업무에 유용하게 활용될 것으로 전망된다.▲하이드로미아의 수중드론 엑스레이(출처 : 홈페이지)

지난 4월 29일부터 5월 1일까지 부산 벡스코에서는 '드론쇼 코리아((Drone Show Korea 2021)' 전시회가 개최됐다. 옥스드론은 전시회 현장에 기자들을 파견해 참여한 기업들을 취재했다. 국내 드론 산업의 발전과 기술력을 소개하는 것이 글로벌 드론 종합지를 지향하는 목표와 부합하기 때문이다. (주)넥스앤텍, (주)ASOA, 순돌이드론, 성우엔지니어링, (주)만물공작소, 디브레인, (주)씨너렉스, (주)시스테크, (주)코코드론, (주)스카이뷰, UMAC Air, (주)무지개연구소에 이어 소개하려는 기업은 지오소나(주)(이하 지오소나)이다.지오소나는 2016년 자율운항 무인선박 USV 개발에 착수한 이후 2019년 2월 15일 설립한 기업이다. 무인 수상정 설계, 제품 양산, 지상제어시스템 개발 전문회사로 거제대학교 기계공학과 소속 김창봉 교수가 대표이사이다.사업 영역으로는 특수목적용 자율운항 무인선박 개발, 수중 및 해양 관련 연구 프로젝트 수행, 항만·호수·하천 등 특정 지역 측량 및 탐색 등이다.주요 사업은 선체 설계 및 양산, 지상제어시스템 설계 및 제작, 지상관제시스템 S/W 개발, 수상 드론(무인 수상정, USV) H/W 개발, 해저면·해수면 지형 측량 및 탐색 등이 있다.♦ 지오소나의 주요 사업(출처 : 홈페이지)선체 설계 및 양산 사업은 용도별로 무인수상정, USV 등 수상 드론의 선체를 최적화 설계해 FRP로 개발하는 것이다.♦ 지오소나의 선체 설계 및 양산 과정(출처 : 홈페이지)수상 드론(무인 수상정, USV) H/W 개발은 지형 측량용 수상드론 GEOSONAR 100과 탐색용 수상 드론 GEOSONAR 200으로 실현됐다. ♦ 지형 측량용 수상드론(출처 : 홈페이지)지상관제시스템(GCS) S/W 개발 영역은 고객 요구 사항에 맞춘 사양 검토, 컨셉설계 수행, 생산설계 수행, 제작, 시운전 등 논스톱 서비스가 가능하다.지오소나는 최적의 제작 설비 구비를 통해 수상 드론(무인 수상정 및 UAV)을 개발 및 제작하고 있다. 최고의 S/W 개발 엔니지어를 확보해 지상관제시스템을 개발하겠다는 목표로 매진하는 중이다.