2022년 2월 시작된 우크라이나-러시아 전쟁은 '드론 전쟁'으로 불릴 정도로 전쟁용 드론이 기존의 전쟁 양상과는 다른 새로운 전쟁의 주역으로 등장하는 계기가 됐다.특히 전장에서 폭탄을 투하하거나 자폭하는 드론을 영상으로 시청하게 된 일반인은 드론이 레저용으로만 활용되는 것을 넘을 수 있다는 사실에 깜짝 놀랐다.드론은 일반인의 인식과 달린 전쟁용 드론뿐만 아니라 이미 일상 속에서도 농업용 드론이나 산업용 드론으로 많이 사용되고 있다.특히 산업용 드론은 건설, 물류, 에너지, 등 다양한 산업에서 널리 활용된다. 인간이 접근하기 어려운 지역에서도 정확하고 효율적으로 작업을 수행할 수 있어 활용도가 매우 빠르게 확대되고 있다.◇ 인간의 접근성이 낮고 위험성이 높은 작업 수행... 물류 및 배송에서 시범사업 진행 중산업용 드론은 인간의 접근성이 낮고 위험성이 높은 작업을 수행하거나 물류 및 배송에서 시범사업들이 진행 중이다. 산업용 드론의 주요 특징을 살펴보자.첫째, 산업용 드론은 고해상도 카메라, 적외선 센서, 열화상 카메라, 라이다(LiDAR) 등 다양한 센서를 장착해 복잡한 정보를 수집한다.고성능 센서를 통해 공중에서 정밀한 데이터를 수집할 수 있어 농작물의 상태를 모니터링하거나 구조물의 손상을 감지하는 데 유용하다.둘째, 산업용 드론은 인공지능(AI)과 위성항법시스템(GPS) 기술을 결합한 자동화 기능을 통해 정해진 경로를 따라 자율비행이 가능하다.이로 일관된 작업 수행이 가능해지며 대규모 산업 현장에서 반복적인 작업을 효율적으로 처리할 수 있다. 교량을 점검하거나 고층 건물의 외관 촬영을 통해 구조적 문제를 파악한다.셋째, 산업용 드론은 장시간 비행할 수 있도록 배터리 용량이 크고 강한 바람이나 거친 환경에서도 버틸 수 있는 내구성을 갖춰야 한다.원격지나 극한 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있어야 하기 때문이다. 육지와 해상을 연결하는 대형 교량을 점검하는 임무는 강한 바람과 높은 염도를 견뎌야 한다.넷째, GPS와 IMU(관성측정장치)를 활용한 정밀한 위치 제어가 가능하여 공중에서 데이터를 정확하게 수집할 수 있다.수집된 데이터는 클라우드로 업로드돼 실시간 분석을 진행하거나 사후 분석을 통해 다양한 인사이트를 도출할 수 있다.▲ 유콘시스템 리모엠-001 [출처=홈페이지]◇ 선택과 집중을 통한 드론 생태계 구축 필요... 현대건설은 토목 현장 모니터링 및 측량 작업 수행에 투입국내에서도 산업용 드론은 다양한 분야에서 빠르게 확산되고 있으며 국내 기업들이 물류, 건설, 에너지 등의 영역에서 기술을 개발하고 있다.또한 정부는 4차 산업혁명(Industry 4.0)에 발맞춰 드론을 주요 혁신 기술로 선정했다. 이를 지원하기 위해 다양한 정책을 시행하고 있다.2020년 ‘K-드론시스템’ 구축 사업을 통해 드론 교통관리 시스템을 마련했다. 드론을 효율적으로 운용할 수 있는 규제 완화 및 표준화 작업을 진행 중이다.물류, 인프라 관리 등 드론이 활용될 수 있는 산업별로 실증 사업을 진행하고 있다. 이를 통해 드론 상용화 및 다양한 용도를 위한 도입을 촉진하고 있다.특히 드론을 활용해 토목 현장을 모니터링하거나 건물 및 교량의 상태를 확인한다. 이는 안전성을 높이고 작업 비용을 절감하는 효과가 있다.또한 물류와 배송 분야에서도 드론을 활용한 시범 사업이 진행 중이다. 산간 지역, 도서 지역 등 접근이 어려운 곳에서 드론 배송을 테스트하고 있다.향후 상용화를 목표로 관련 기술을 계속해서 발전시키고 있다. 대표적으로 제주특별자치도와 전라남도 신안군에서 드론을 활용한 의약품과 생필품 배송이 이뤄졌다.전남 고흥항공센터와 인천 무인항공시험센터 등과 같은 드론 시험 비행을 위한 테스트베드를 전국 각지에 설치해 드론 기술을 시험하고 안전하게 실증할 수 있는 환경을 조성하고 있다.하지만 이와 같은 드론 분야의 정부 투자는 선택과 집중을 통한 드론 생태계를 구축했어야 함에도 다수 지방자치단체에 분산되어 소규모 실증 사업을 통해서는 시너지 효과를 내기 어렵다.대부분의 드론 실증 사업에 사용되는 드론 기체들은 중국에서 수입한 중국산 드론이다. 자체 개발 드론 기술의 의미가 이미 많이 퇴색된 상태로 국책사업이라고 부르기 민망하다.한화에어로스페이스는 대표적인 국내 드론 기업으로서 드론을 활용한 군사용 및 산업용 기술 개발에 주력하고 있다. 스마트 시티(smart city)와 스마트 공항(smart airport) 구축에 필요한 감시 및 데이터 분석 기술을 발전시키고 있다.현대건설은 드론을 이용한 토목 현장 모니터링과 측량 작업에 사용하고 있다. 이를 통해 작업 효율을 높이고 안전을 강화하는 데 기여하고 있다.특히 현대건설은 드론을 이용해 구조물 검사를 자동화하는 솔루션을 개발한다. 미래의 스마트 건설 현장을 목표로 기술을 확장하고 있다.유콘시스템(Uconsystem)은 드론 전문 기업으로 다양한 산업용 드론 제품을 개발하고 있다. 광산이나 공장의 상태를 점검하는 데 쓰이는 솔루션을 제공한다.파블로항공(Pablo Air)은 도서 산간 지역 물류와 의료 물품 배송 등에 집중하고 있다. 향후 자율 비행 드론의 확대를 목표로 기술력을 강화하고 있다.국내 산업용 드론은 5G와 사물인터넷(IoT) 기술이 드론과 결합되면서 더욱 정밀하고 신속하게 데이터를 수집할 수 있을 것으로 기대된다.하지만 드론의 상업적 활용에 대한 규제 및 인프라 부족은 드론의 성장을 막는 장애 요인으로 평가된다. 정부 차원에서 규제샌드박스를 고려할 필요가 있다.▲ 파블로에어 드론 배달 [출처=홈페이지]◇ 글로벌 산업용 드론 시장의 빠른 성장... 2020년대 중반까지 연평균 15~20% 성장글로벌 산업용 드론 시장은 빠르게 성장하고 있으며 2020년대 중반까지 연평균 15~20%의 성장률을 보일 것으로 전망된다.미국은 농업과 국방 분야에서 높은 수요를 바탕으로 드론 산업을 선도하고 있다. 연방항공청(FAA)은 드론 정책을 기반으로 기업과 연구소에서 드론의 상업적 활용을 적극 장려하고 있다.미국 에어로바이런먼트(AeroVironment)는 다양한 산업에 적합한 경량화 드론을 제공해 휴대성과 사용성을 높인 데에 강점을 갖고 있다. 또한 데이터 분석과 관련한 소프트웨어도 함께 제공하여 고객사의 운영을 지원한다. 중국은 세계 최대의 드론 제조국으로 DJI는 전 세계 상업용 드론 시장의 70%를 점유한다. 건설 분야에서 세계 시장을 주도하고 있다.DJI는 매빅(Mavic), 매트릭스(Matrice), 팬텀(Phantom) 시리즈 등의 건설, 물류, 영화 촬영 등 다양한 분야에 적합한 모델을 보유하고 있다.DJI는 뛰어난 기술력과 합리적인 가격으로 세계 시장을 주도한다. 사용자가 쉽게 드론을 조종할 수 있는 사용자 친화적 소프트웨어와 앱을 제공하는 데에 강점을 가지고 있다.▲ 플라이어빌리티 드론 ELIOS 3 UT PAYLOAD [출처=홈페이지]유럽연합(EU)은 4차 산업혁명을 통해 사회 전반의 효율성을 높이기 위해 물류 및 인프라 모니터링, 의료용품 배송 등 다양한 분야에서 드론의 사용을 장려하고 있다.스위스 플라이어빌리티(Flyability)는 접근이 어려운 밀폐된 공간에서의 드론 비행에 강점을 가지고 있으며, 에너지, 석유, 가스, 산업 시설 점검 등에 특화된 솔루션을 제공한다.특히 안전성이 필요한 고위험 산업 환경에서 필수적인 충돌 보호 설계, 정밀한 점검 기능 등을 통해 비용 절감과 위험 감소를 동시에 달성할 수 있도록 지원한다.프랑스 인스펙트론(Inspectrone)은 에너지, 인프라 분야에서 사용되는 정밀 검사용 드론을 개발했다. 특히 원자력발전소, 송전탑 등 고위험 시설의 정밀 검사와 안전 관리에 최적화된 솔루션을 제공한다.유럽 최대 항공기 제조업체인 에어버스(Airbus)는 드론을 포함한 무인항공기(UAV) 분야에서 선도적인 기술을 개발하고 있다.특히 에어버스는 드론의 비행 경로와 상업적 사용을 관리하는 솔루션을 개발해 EU의 도심항공교통(UAM) 프로젝트에도 참여하고 있다.한편 산업용 드론은 국가별로 안전성, 보안성 등의 규제가 상이해 상업적 사용 확대에는 여전히 과제가 남아 있다.이를 극복하기 위해 드론의 기술 표준화가 추진되고 있다. 특히 유럽과 미국에서는 자율 비행 드론의 상업적 사용 확대를 위한 가이드라인을 개발 중이다.

일본 로봇제조업체인 이쿠시스(イクシス, iXs)에 따르면 노후화된 교량 및 도로 검사용 로봇을 운영하고 있다. 검사용 로봇은 카메라가 장착돼 일련의 스냅 샷을 찍어 이를 통해 작업자가 볼트가 풀리지 않았는지 확인하고 다른 결함을 확인할 수 있다.특히 콘크리트 벽의 사진에 선을 새기고 인공지능 프로그램 검사에서 확인해야 할 지점을 식별할 수 있다. 일본은 전국에서 약 8만개 (약 10%)의 교량 및 터널과 같은 약 77만개의 자산이 향후 5년 내에 수리가 필요한 상황이다.이러한 검사를 위해 기존에는 승강 플랫폼에 서 있거나 로프에 매달린 작업자에 의해 수행됐다. 그러나 로봇이나 드론 도입으로 이러한 검사 수행방식이 크게 바뀌었다.점차 노동력이 부족해짐에 따라 로봇을 이용한 검사 요구가 더욱 증가할 것으로 전망된다. 로봇은 인간을 대신해 위험한 작업도 수행이 가능해 유리하다.참고로 이쿠시스는 1998년 로봇 디자인 경연 대회에서 재능을 보여준 야마사키 후미노리가 1998년에 설립했다. 지금까지 공장이나 발전소와 같은 도로나 시설을 검사하기 위해 맞춤형으로 제작한 300개가 넘는다.  ▲ Japan-iXs-Robot▲ 이쿠시스(イクシス, iXs)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

영국 정부에 따르면 경찰의 드론 검사 및 압류 권한을 강화할 새로운 법안을 준비하고 있다. 현재 의회에서는 드론이 공격을 저지른 것으로 경찰이 판단되면 드론을 강제로 착륙시킬 수 있는 권한을 부여할 방침이다.2019년 영국은 250g 이상의 무게를 가진 드론 소유자가 민간항공국(CAA)에 등록해야 한다고 규정한 새로운 드론 법을 도입했다.이 법에 따라 미등록 드론 운영자는 미등록 드론을 불법으로 비행하거나 설정된 최대 고도 400피트를 위반한 경우 £ 2,500파운드의 벌금이 부과될 수 있다. 지금까지 8만명 이상의 드론 사용자가 민간항공국에 등록했다.의회를 통과하는 새로운 법률에 따라 경찰관은 올바른 문서를 제공할 수 없거나 빌딩에 가깝게 또는 높게 날린 드론 사용자에게 직접 벌금을 부과할 수 있다.새로 제정할 법안은 불법적인 드론 사용을 방지하고 성장하는 드론 산업을 보호하기 위한 정부 전략의 일부분으로 평가된다.특히 새로운 법안은 공항과 교도소 근처에서 드론 사용에 관한 영국 법 집행에 더 큰 권한을 부여할 수 있을 것으로 전망된다.이를 통해 2018년 12월 개트윅(Gatwick) 공항에서 발생한 드론 사건과 같은 파괴적인 사건을 방지할 수 있을 것으로 기대된다.참고로 2018년 12월 개트윅 공항에서 발생된 드론 사건에서는 2개의 드론이 공역 내에 발견된 후 모든 활주로를 폐쇄했다. 이에따라 760편의 비행이 방해를 받았고 11만명 이상의 승객들이 여행을 포기했다.▲ UK-Government-CAA-drone▲ 영국 민간항공국(CAA)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

중국 베이징 다싱국제공항(Beijing Daxing International Airport)에 따르면  최초의 지능형 검사 로봇을 변전소에 설치했다.베이징 다싱국제공항은 발전회사가 건설 및 유지 보수 업무를 전담하는 국내 최초 공항이다. 변전소는 배전 작업을 위한 광섬유 보호장치가 사용된 첫 번째 변전소이다.지능형 검사로봇은 10~30초 내에 변전소의 전력 변동을 확인할 수 있어 검사시간을 대폭 줄일 수 있다. 수동검사는 각 지점을 검사하는 데 약 1~2분이 소요됐다.로봇은 전기 데이터를 기록하고 분석할 수 있으며 전력이 적을 때 직원에게 경고할 수도 있다. 지능형 검사 식별을 기반으로 로봇의 정확도는 90%의 비율로 유지된다.지능형 검사 로봇이 전기검사 효율성을 크게 향상시킨 것으로 평가 받고 있다. 정부는 4차 산업혁명을 주도하기 위해 로봇 관련 기술의 개발과 보급에 정책지원을 아끼지 않고 있다.▲ China-BeijingDaxingAirport-Robot▲ 베이징 다싱국제공항(Beijing Daxing International Airport) 전경(출처 : 위키피디아)

홍콩 시티대학에 따르면 신체에 의약품을 배달하거나 의료검사를 수행할 수 있는 다수의 다리를 갖는 밀리 로봇(multi-legged millirobot)을 개발했다.이 밀리 로봇은 무거운 짐을 운반하고 장애물을 가로 지르는 데 도움이 되는 수백 개의 애벌레 같은 다리를 장착하고 있다.다수의 다리를 갖는 디자인은 마찰을 줄여 밀리 로봇이 신체 내에서 유체가 채워지거나 채워져 있는 영역을 용이하게 이동할 수 있도록 한다. 이 밀리 로봇은 사지가 없는 로봇보다 마찰이 40 배 적은 것으로 평가받고 있다.0.15mm 두께의 밀리 로봇은 자성 입자가 묻어있는 PDMS (polydimethylsiloxane)로 만들어져 전자기력으로 원격 제어할 수 있다.또한 밀리 로봇은 로봇이 장애물을 극복하기 위해 몸의 한쪽 끝을 90도까지 들어 올릴 수 있으며 적용되는 전자기 주파수를 증가시켜 속도를 높일 수도 있다.강한 운반 능력, 효율적인 이동 및 우수한 장애물 교차 능력을 구비하므로써 가혹한 환경에서도 이용할 수 있다. 예를 들어 소화시스템을 통해 지정된 장소로 약물을 배달하거나 의료 검사를 수행할 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 생분해성 소재 찾기, 새로운 모양 연구 및 추가 기능 등 3가지 영역에서 연구를 향상시키기 위해 노력하고 있다. 참고로 이 연구결과는 Nature Communications에 게시됐다.▲ China-HonKongCityUniversity-milirobot▲다수의 다리를 갖는 밀리 로봇(출처 : 시티대 홈페이지)