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1 현안분석 항만연구본부 김형태선임연구위원 _ htkim@kmi.re.kr 드론의해양수산분야활용방안 CONTENTS 요약 Ⅰ. 서론 01 Ⅱ. 드론관련기술현황및추이분석 05 Ⅲ. 드론의해양수산분야활용및동향전망 26 Ⅳ. 해양수산분야활용방안 39

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3 < 요약 > 2010 년대초반거대물류 IT 기업의활용계획발표로급속히주목받게된무 인기드론은때마침진행된급속한기술진보로경량화 소형화 고성능화 저가 격화가실현되어종래의군사용에서상업용으로급속히전환되고있는상태 드론시장규모는군사용이 95% 로압도적이지만, 2022년에는민용을포함하여 114억달러로전망되는등새로운성장산업으로등장하고있음. 드론이미국의국가항공시스템에통합될경우 10년간 10만여명의고용효과와 821억달러의누적경제효과가전망되고있음 드론의상업적이용을금지하고있는미국은 2015년관련법정비를통해상업적이용확대를계획하고있고, 이스라엘 중국 EU 일본등도드론의개발 운용을가속화하고있는등글로벌드론시장을주도하기위한세계적차원의경쟁이급진전하는상태 드론은현재농업, 수색 구조, 영화촬영, 사진촬영, 자연관측, 보안, 국경감시, 각종시설물감시, 물류배송, 오락, 레크리에이션등의제한된분야에사용되고있으나, 용도는급속히확대되고있음. 반면국내해양수산분야에있어서는각종관측 조사 감시 관리등이대부분선박으로이루어지고있으며, 유인항공기이용도일부에국한되고있음. 이는예산제약, 항공기이용의고비용구조에기인함 그러나항만개발을위한육상 해저의측량조사, 공유수면관리, 양식어장관리, 해파리 적조의이동경로예측, 제한적범위내의해안선측량 침식모니터링등에보조적으로활용될수있는것으로조사되고있음

4 그러나드론의기술적 제도적 경제적제약으로인해해양수산분야에서는 아직주도적수단으로활용되기에는한계가있기때문에저비용구조로관측 조사 감시 관리등의목적달성을위한방안강구가절실한상황 이에해양수산분야에있어서드론의활용가능분야를면밀히발굴하고, 드론에의한관측 조사 감시 관리등의시범실시를통해효과를검증함과아울러활용범위를계속확대하고, 나아가해양수산부문에적합한드론기술개발을위한 R&D 사업추진등실효성있는체제를구축해나가야함

5 기술혁신대응해양수산분야현안분석 1 Ⅰ. 서론 1. 급부상하는드론 거대 IT 물류기업이주목하고있는드론 종래주로군사용으로개발, 운용되어온드론이 1980년대이후농업, 수색 구조, 관측 조사, 사진촬영등특정분야의상업적용도로제한적으로활용되다, 2010년대들어와거대 IT, 물류기업이드론활용구상을발표 1) 하는등드론이첨단산업계의주목대상이되고있음 관리 운용이계속편리해지는드론 무인기드론은개발초창기에는 500kg 이상의항공기급이었으나, 점차경량화되어최근에는 15kg 이하도개발되었으며, 앞뒤길이및날개간길이도종래 10m 내외로부터점차축소되어 50cm 이하의것도개발되었음. 추진연료또한연료유에서전동 ( 電動 ) 으로전환되어, 보관, 관리, 운용이매우편리해지고있으며, 가격도완구수준으로저렴해져일상생활용품화되고있을정도임 형태에있어서도일반비행기의고정익기 ( 固定翼機 ) 로부터헬리콥터형회전익기 ( 回轉翼機 ) 로, 날개도 4개, 6개, 8개등으로다양화되고있으며방향전환이자유롭고, 정지비행 (hovering) 도가능함. 조종도무선조종에서최근자동항법장치가 1) 아마존과 DHL 은 2013 년 12 월물류배송에드론활용계획을각각발표하였고, 구글은 2014 년 4 월대기권위성업체인 Titan Aerospace 사를인수함과아울러 2014 년후반물류배송에드론을활용하기로하였으며, 페이스북은 2014 년 3 월공중 WiFi 기지에드론활용계획을각각발표하였음.

6 2 드론의해양수산분야활용방안 장착되고, 인터넷과연결된노트북을통해원타치방식으로가능하여비행및조종이매우용이해지고있음 기체의발달과아울러탑재장비인카메라, 센서등이고성능화되어초경량이면서도사진촬영등의특정분야에있어서는일반항공기와동등한목적의달성도가능한상태로까지진전 용도또한급속히확대되고있는드론 민용으로전환되고있는드론은오늘날레저뿐만아니라통신중계, 자연 해양 토지관측, 농약살포, 보안, 국경감시, 어장관리, 송유관 전선파열감시, 화산 태풍관찰, 물류배송, 해양 토지측량, 광산지도제작, 영화 사진촬영등활용범위는계속해서확대되고있음 시장규모가확대되는세계드론시장 전세계드론시장규모는 2013년 65억달러에서 2022년에는 114억달러로향후 10 년간총 891억달러에이를것으로전망되고있음. 2013년현재군용이 94.3% 내외로압도적이나, 상업용시장규모가확대되어 2022년에는 6.5% 로전망되고있어막대한부가가치와고용효과를창출할미래신산업으로기대되고있음 2). 이에따라세계주요국은드론의개발, 이용, 판매에주력하고있음 세계적으로가장많은드론을보유하고있는미국은 2015년 9월 30일까지드론의상업적이용을금지하고있으나 3), 현재상업적이용이가능하도록정책을전환하 2) Teal Group, 2012, World Unmanned Aerial Vehicle Systems: Market Profile and Forecast, 2012 Edition. 3) 미국에서는취미, 레크리에이션, 오락등으로고도 122m 이하로비행하는드론은합법이지만, 상업이용은금지되어있음. 금지이유는프라이버시침해, 테러로의악용우려, 안전성등임. 그런데드론애호가의드론이용이증가하자미정부는 2012년에관련법을개정하여드론이용에

7 기술혁신대응해양수산분야현안분석 3 고있음. 2012년 2월 14일오바마대통령은드론이국가항공시스템 (NAS: National AirSpace System) 에포함되도록 2012년현대화개정법 (Modernization and Reform Act of 2012) 에서명하여유인항공기와드론이공존할수있는체제를정비하도록하였음 - 미연방항공국 (FAA) 은 2015년부터단계적으로민간드론의도입을추진하기위해 6개단체 4) 를대상으로시험비행장운용을승인하였음. 드론의상업적이용을촉진하기위한미국의동향은여타국가에큰영향을미칠것으로예상되고있음 우리나라도세계주요국의동향에대응하여드론개발을착수하여세계두번째로틸터로터형대형드론개발에성공했으나, 아직실용화된단계는아니며, 특히중소형드론의개발및이용에는다소뒤떨어져있는상태 국내에서는드론의운용대수가꾸준히증가하고는있으나, 레저용이 74.9% 로압도적이며, 실제산업현장에서의활용도는매우낮은상태 < 표 1-1> 초경량비행장치의연도별추이 ( 대 ) 연도 대수 연도 대수 자료 : 항공정보통신포탈시스템 ( 및국토교통부항공기술과에의함 관한사항을법률조문을포함시켰음. 그결과경찰, 소방, 국경경비국등의정부기관및긴급서비스제공단체에드론사용이우선적으로인정되었음. 2015년 9월 30일까지 FAA는현행항공관제시스템을개량하는등유인항공기와드론이공존할수있는체제를정비하고있음. 4) 알라스카대학, 네바다주, 뉴욕의 Griffiss 국제공항, North Takota 주산업성, 텍사스 A&M대학, 버지니아공과대학.

8 4 드론의해양수산분야활용방안 < 표 1-2> 초경량비행장치의용도별현황 (2000년 ) 용도 대수 구성비 (%) 레저 교육 연구 농약살포 홍보 환경감시 광고 합계 자료 : 항공정보통신포탈시스템 ( 드론의해양수산분야활용방안강구가급선무 해양수산부문은관리대상면적과공간의광활성, 해양이라는특수입지, 국경과의근접성, 수산 해양자원의해중 해저분포라는특성에의해주로선박에의한조사, 관측, 감시, 관리등이이루어지고있음. 물론조사, 관측의실효성제고를위해유인항공기를이용하는경우가있기는하나, 고비용구조및예산의제약으로아직은충분하지못한상황 이러한환경에서신기술로떠오르는드론은현행해양수산분야의조사, 관측, 감시, 관리체계를근본적으로전환시킬수있는큰잠재력을가지고있어활용방안이시급한상황. 이에해양수산부문에있어서드론의이용현황을살펴보고, 향후해양수산부문에드론을적극활용할수있는방안을강구해보며, 이를실천할수있는기술적 제도적방안을제시함

9 기술혁신대응해양수산분야현안분석 5 Ⅱ. 드론관련기술현황및추이분석 1. 드론의기술적구성요인 드론은무인항공기시스템 (UAS: Unmanned Aircraft System) 드론은기체단독으로는의미를갖지못하고, 지상장치및통신등을포함한 시스템 으로성립해있음. 이러한점이강조되어무인항공시스템 (UAS: Unmanned Aircraft System) 으로불리고있음. 기체부분만명시하는경우에는무인항공기 (UA: Unmanned Aircraft) 라고도하나, 최근국제민간항공기구 (ICAO) 에서는원격조종자가항시존재하므로 자율 이라는의미의무인은아님을명시하기위해원격조종항공시스템 (RPAS: Remotely Piloted Aircraft System) 으로부르고있음 이와같이하나의시스템인드론은다음의네가지요소로구성되어있음 < 표 2-1> 드론의구성요소구성요소내용 소형기체는수백그램에불과한모형비행기사이즈도있고, 전체중량이 10톤을초기체요소과하는대형에이르기까지다양함 드론의비행을조종 제어하기위한관제기능으로서 GCS(Ground Control Station 지상요소 : 지상국 ) 로불리고있음 지상국은 1) 가변형 ( 노트북 + 통신장치정도 ) 2) 이동형 3) 건물내고정형등다양함 드론과지상국간에각종정보를송수신하기위한수단임. 드론과의통신은기본적으통신요소로무선통신으로서위성통신, 원거리이동통신, 근거리통신등이활용되고있음 5) 드론의사용목적에따라여러가지센서및장비가탑재됨 미션요소는드론이용자에게가장중요함. 최근고성능화되고있는소형시스템에서는미션요소디지털카메라가많이사용됨. 그에따라획득되는자료의분량도방대하기때문에데이터전송에는광대역통신이요구되는경우가많음자료 : IRS Global(2014), 확대되는무인항공기 ( 드론 ) 기술 / 시장전망과최근개발동향 ( ), pp 를참조로 KMI 정리

10 6 드론의해양수산분야활용방안 2. 드론의법적위상 드론은법적으로항공기와구분됨 드론은항공수단이기는하지만, 국내법에서는초경량비행장치중무인비행장치로분류되고있음. 국내항공법에의한분류및구분은다음과같음 6) < 표 2-2> 항공기와드론의구분 구분내용비고비행기, 비행선, 활공기, 회전익항공기및기타동력비행장치, 항공기항공우주선으로서항공에사용할수있는기기유인, 등록제경량항공기항공기외에비행할수있는것으로서일정한기술적요건을구비하고최대이륙중량 600kg 이하, 탑승좌석이두개이하동력비행장치 ( 좌석 1개, 자체중량 115kg 이하 ) 인력활공기 ( 탑승자등제외한자체중량 70kg 이하 ) 비행장치기구류 ( 유인또는무인기구 ) 유인, 신고제초경량회전익비행장치 ( 좌석 1개, 자체중량 115kg 이하 ) 비행장치낙하산류 ( 유인또는무인 ) 무인비행장치 자료 : 항공법을참조로 KMI 정리 무인동력비행장치 ( 자체중량 150kg 이하의무인비행기또는무인회전익비행장치 ) 무인, 신고제무인비행선 ( 자체중량 180kg 이하, 길이 20m 이하 ) 5) 통신에는다양한주파수가활용됨. 근거리에서주로운용되는소형시스템에서는 LOS(Line Of Sight: 가시권내, 2.4GHz 대등 ) 통신, 장거리시스템에서는 BLOS(Beyond Line Of Sight: 가시권외, 위성통신등 ) 통신이주로사용됨. 일정규모이상의기체에는위성통신수신기가장착되어있음. 또한 Back Up 을목적으로다른타입의통신장치를복수로탑재하는경우도있음 6) 항공법에서항공기란 비행기, 비행선, 활공기, 회전익항공기및기타동력비행장치, 항공우주선으로서항공에사용할수있는기기 ( 제 2 조제 1 호 ) 를의미함. 또한경량항공기란 항공기외에비행할수있는것으로서타면 ( 舵面 ) 조종형비행기, 체중이동형비행기및회전익경량항공기등 ( 제 2 조제 26 호 ) 을의미함. 드론은항공법에서는항공기가아니라 초경량비행장치 에해당함. 초경량비행장치의조종자는초경량비행장치로인하여인명이나재산에피해가발생하지않도록국토교통부령으로정하는준수사항에따라비행하여야한다 ( 제 23 조제 8 호 ) 고규정하고있으며, 물품배송도법적으로허용하고있지않음

11 기술혁신대응해양수산분야현안분석 7 위와같이국내법에서드론은 무인비행장치 로구분되어있고, 자체중량은 150kg 이하로규정되어있음. 최근상업적용도로이용이확산되고있는것은바로 150kg 이하의드론임. 국내항공법에의한드론 ( 초경량비행장치 ) 의분류는다음과같음 < 표 2-3> 초경량비행장치 ( 무인 ) 의종류 ( 항공법 ) 종류내역법규 무인동력비행장치 12kg 초과 50kg 이하의무인비행기및무인헬리콥터관할청장신고, 12kg 초과 150kg 이하로서길이가 7m 초과 20m 비행계획승인무인비행선이하인무인비행선 ( 제한공역설정 ) 무인동력비행장치 무인비행선 12kg, 엔진배기량 50cc 이하인무인비행기및무인헬리콥터 12kg, 길이 7m, 엔진배기량 50cc 이하인무인비행선 법적용제외 3. 드론의개발, 운용현황 1) 일반항공기형드론 ( 2000 년대중반 ) 초창기항공기형대형드론, Predator 무인기가제조된초창기에는활주로를필요로하는비행기타입의드론이주류였음. 대표적인것은미국에서군사용으로배치된 Predator 임 - Predator 는미군및 CIA가사용하기위해고안된것으로서 1기에수백만달러에이르는중고도장시간체공드론으로분류됨 - 전장 8.22m, 날개폭 14.8m, 기체중량 512kg, 최대이륙중량 1,020kg으로정찰 지대공격을위해 1995년배치이후여러국가의작전에참여하였음

12 8 드론의해양수산분야활용방안 2) 멀티콥터형드론 (2006 년이후 ) 항공기형에서멀티콥터형으로전환되고있는드론 오늘날미국의상공을뒤덮고있는것은중소형드론임. 가격은수백달러에서수천달러로서단순한완구이상으로고도의자동조종기능, 카메라및열센서등을갖추고있음. 사실상하늘을나는로봇이라고할수있음 2006년무렵부터유럽및중국의벤처기업을중심으로소형의복수프로펠러를장착한헬리콥터 ( 멀티로터형 ) 가출현하여오늘날드론의주류를형성하고있음. 프로펠러가 1개인헬리콥터 ( 싱글로터방식 ) 보다제어가용이하고, 수직이착륙과정지비행 (hovering) 이가능함 - 멀티콥터는로터 ( 날개 ) 의각도를조종하여움직이는헬리콥터와달리각각의프로펠러회전수를이용해방향을전환하기때문에구조가매우단순하면서도원하는방향으로쉽게회전하며, 수리또한용이함 - 석유연료대신배터리를사용하며자이로센서와가속도계 7) 를장착한개인용소형드론의경우에는바람이부는곳에서도수평을유지하기때문에조종도용이함. Parrot 의 AR Drone 2.0 및 DJI의 Phantom2 는스마트폰으로드론이촬영한영상을보거나직접조종하는것도가능함 드론에미리 GPS 좌표를입력하거나명령을입력해두면특정작업을자동으로처리하는장점도있음. 현행기술수준으로는사람의개입이없는완전한무인비행은불가능하지만자동이착륙, 자동복귀같은제한된상황의특정비행형태는가능 - 스포츠나여행애호가가자신의모습을공중에서촬영하기위한목적으로개발 7) 자이로스코프 (gyroscope) 센서로불리는자이로센서는물체의각도나각속도를검출하는계측기임. 선박이나항공기및로켓의자율항법에사용됨. 최근에는자동차내비게이션시스템및자동운전시스템, 로봇, 스마트폰, 디지털카메라, 무인정찰기등에도사용되고있음. 방향정보를제공해주는센서로서스마트기기의움직임을입체적으로감지함. 가속도계는물체의가속도를계측하는기기임.

13 기술혁신대응해양수산분야현안분석 9 중인 AirDroids 의 Pocket Drone 8) 의경우사람이드론을조종하지않아도, 구글 맵을통해이동경로를미리입력하면드론이자동으로따라다니면서촬영을함 - 이와같이최근의드론은경량화, 고성능화및저가격화를실현하였음 3) 중소형드론의개발, 운용현황물류혁신을초래할드론 물류의역사를혁신하고있는 Amazon 은최후의 1마일문제해결을위해드론에주목하고있음 - 아마존은 2013년 12월프로펠러가 8기인 Prime Air에의한배송계획을발표하면서, 이계획을향후 4 5년이내에실현시킬것이라고하였음 9). 동사는 2015 년까지최대 2.3kg 의물품을 30분이내에고객의현관까지전달하기위한배송시스템을목표로하고있음. 2014년 7월 11일아마존은드론테스트를위해 FAA 에미국내드론테스트금지규칙의면제청원서를제출하였음 서적의배송을실시하고있는호주교육포털사이트 주칼 (Zookal) - 주칼은 2014년 2월 Flirtey 드론을이용한배송시스템을세계최초로실현하였음. 고객스마트폰의 GPS를활용, 고객의현위치를인지하고, 드론이직접그부근까지비행하여물품을전달하는방식임 - Flirtey 드론은약 2kg까지배송이가능하며, 도난및프라이버시침해방지를위해카메라는설치하지않고, 충돌방지장치를설치하였음. 주칼은이서비스를 2014년 3월부터실시하겠다고밝힌바있음. 드론에의한택배서비스가합법화되어있는호주에서는당일배송비용이현재최고 29.95달러지만드론사용시에는 2.99달러까지내릴수있다고주장하고있음 8) AirDroid 사가개발한 3 개의프로펠러를갖춘 500 달러이하의초소형드론. 9) 드론으로배송이가능한무게는 2.3kg 까지임. 이는동사가취급하고있는물품의약 86% 에해당함. 가까운물류센터에서 30 분이내에배송하여목적지에서물품을투하하는시스템을검토중이라고함.

14 10 드론의해양수산분야활용방안 [ 그림 2-1] 아마존의배송용드론 Prime Air [ 그림 2-2] 주칼의배송드론 자료 : Amazon 자료 : Zookal UAE, 정부기관최초로드론의활용계획을발표 - 두바이정부는 2014년 2월드론으로신분증명서, 약품등중요하면서도가볍고, 일각을다투는중요물품의배송계획을발표하였고, 정부문서의배송을실험한바도있음. 2015년까지드론사용을전국으로확대하기로하였음 Parrot사의 AR.Drone 2.0, Behop Drone 2012년이후전세계에 60만대판매를기록한 AR. Drone 2.0은스마트폰이나태블릿등으로조종이가능한헬리콥터임. 비행고도의제어기술을개발하여종래에없었던초안정비행, 원터치로이착륙및자동정지비행이가능함. 2기의 HD카메라를탑재하여상공에서영상을원터치로기록하며, 앱로드를통해스마트폰및태블릿컴퓨터등의화면에라이브스트림이가능함 10). 통신범위는최대 50m, 최대비행속도는시속 18km, 연속비행시간약 12분 ( 배터리 1개분 ) 임 10) 타치파넬로조종가능하며가속도계를이용하여장치를기운방향으로비행시킬수있음. 절대모드 (Absolute Mode) 에서는자기센서를사용하여기체의움직임에관계없이조종자의위치를기준으로컨트롤이가능함.

15 기술혁신대응해양수산분야현안분석 11 [ 그림 2-3] AR. Drone 2.0 [ 그림 2-4] Bebop Drone 자료 : Parrot 사 Bebop Drone은 AR. Drone 2.0을보다업데이트한것으로서 2014년 5월공개예정임. 업데이트된주요내용은다음과같음 11). 사이즈가종래의 45cm 45cm 에서 32cm 28cm로축소되었고, 기록능력도 700p에서 1,080p로, 메모리도 4GB에서 8GB로, 비행거리도 61m에서 160m로늘어났음. GPS 및자동조종장치가장착되었으며, 촬영중인영상을실시간으로 Oculus Rift에전송할수있음 12). 해상도는 1,400만화소 ( 画素 ) 이고, 180도의시야를가진광각 ( 広角 ) 렌즈를탑재하고있음 3D Robotics 사, 사용자별맞춤형드론 (DIY) 제작을제안 3D Robotics 사는사용자가직접드론을제작할수있도록하고있음. 즉드론의 DIY(Do It Yourself) 제작을지원하고있음 - 동사의 DIY Drones 사이트 13) 에는손수제작한다양한드론이전시되고있을뿐아니라기판, GPS, 센서같은부품이나멀티콥터키트등을판매하여이용자가드론을제작할수있도록지원하고있음. 동사는또한오픈하드웨어플랫폼 11) 12) 페이스북에매수된 Oculus Rift 는 Virtual Reality 의 Head Mountain Display. Bebop Drone 에서 Oculus Rift 로송신된실시간영상으로마치자신이하늘을날고있다는느낌을주고있음. 13)

16 12 드론의해양수산분야활용방안 인아두이노 (Arduino) 를기반으로드론을제작하여사람들의참여를높이고있음 드론의농업부문이용은이미정착상태 일본에서는 1991년부터드론이농약살포에활용되었음. 대표적제조기업인야마하발동기 ( 주 ) 가지난 20여년간자국농부들에게 2,400여대의드론을판매해왔음. 현재일본전체수전 ( 水田 ) 중 40% 가드론을이용하여제초제와비료를살포하고있는것으로조사되고있음 14). 일본농림수산청자료에의하면 2013년무인헬기의보급기수는약 2,550대, 일본밭농사의 30% 가드론에의한농약살포로알려지고있음 < 표 2-4> 산업용무인헬리콥터의기종별현황 명칭 RMAX RMAX Type 2 FAZER YH300 AYH-3 제조회사 야마하발동기 야마하농기 전장 3.63m 3.63m 3.665m 3.95m 3.63m 전폭 72cm 72cm 77cm 70cm 72cm 전고 1.08m 1.08m 1.078m 1.15m 1.08m 기체 + 연료 - 74kg 70kg - - 최대이륙중량 93kg 93kg 100kg 미만 97.4kg 93kg 자료 : 日本農林水産航空協會 (2014), 機種別仕樣一覽 - 농업용드론은싱글로터방식의무인헬기가주류이며, 무게는 100kg 미만임. 일본에서는 항공기제조사업법 에의해 2014년 4월 14일까지무인기중량이이륙시 100kg 이하로제한되어있었으나, 경제산업성은이를 150kg으로완화하였음 14) The Wall Street Journal( ), Drones Find Fans Among Farmers, Filmmakers.

17 기술혁신대응해양수산분야현안분석 13 [ 그림 2-5] FAZER [ 그림 2-6] RMAX 자료 : Yamaha Motor Co., 건설지도제작, 송전선파손여부점검등에활용되는드론 미국의 Skycatch 사가제조한드론은프로펠러가 4개, 고해상도카메라와 GPS 및여러센서가부착돼있음. 이드론으로건설부지의 3차원지도제작, 건설공사시콘크리트투입량측정, 태양전지판결함발견, 관개및농작물작황관찰등을행하고있음. Skycatch 사는이미대형건설회사, 광발전업체, 태양전지판설치업체등과드론기술테스트계약을맺은바있음 Aeryon Labs사는고화질카메라를장착한드론을개발, 적은비용으로안전하게송전선과풍력터빈, 굴뚝등을모니터링하고있으며, 원유 가스파이프라인검사, 풍력발전용터빈검사등을행하고있음 15) - 동사가개발한 Aeryon Scout 드론은중량 1.4kg, 배터리는 1회 25분, 풍속 80km 에도비행이가능하며, 지도기반의터치스크린컴퓨터인터페이스로사용이가능함 15)

18 14 드론의해양수산분야활용방안 환경관측에각광받는드론 16) 영국브리스톨대학은드론으로방사선관측을계획하고있으며, 2014년 3월에는영국제드론이일본후쿠시마주변방사선지도제작에사용되었음 - 또한단순히고공에서의관측뿐만아니라, 초소형드론으로실내관측도실시하고있음 - 한편 2014년에는드론으로화산입구에돌입하여인류최초의화산폭발영상을촬영하였음 17) 토지측량에유효한드론 그리스의측량사 Papastamos 는토지측량에드론을활용하고있음. 과거에는현장실사에 12명의팀원이작업하였으나, 지금은드론한대와 2명이수행하고있음. 15km² 면적의측량비로 2만 5,000유로 (3만 4,345달러 ), 1주 3주소요되었으나, 지금은드론 1대로 3 4일만에 5,000유로미만으로종결했음 18) 4) 우리나라의드론개발 운용현황 한국항공우주연구원 ( 항우연 ), 2011 년 11 월스마트무인기개발에성공 항우연은헬리콥터와비행기가결합된틸트로터형스마트무인기 19) 를개발했음. 길이 5m, 무게 980kg, 시속 400km로수직이착륙및 5시간연속비행이가능하며, 정찰, 해안감시, 산불예방, 기상관측등으로사용될예정임 틸트로터형항공기는미국벨헬리콥터가개발한 V-22 오스프리이후세계두번째로개발되었음 16) 17) 18) The Wall Street Journal, ) 스마트무인기는 2002년이후 10년간총 970억원이투입되어국가적사업으로개발된무인기임.

19 기술혁신대응해양수산분야현안분석 15 한국항공우주연구원, 전동무인기 EAV-2H, 국내최장시간비행기록수립 항우연은날개길이 11m, 총중량 20kg의초경량전동무인기를국내최초로 25시간비행하고, 고도는 5km에도달하는실험에성공하였음 년 10월에행해진시험비행에서태양전지와 2차전지를이용하였고, 비행제어컴퓨터와지상관제장비를이용한자동비행이가능. 2015년에는 20km의고도와성층권비행을계획 20) 하고있음 [ 그림 2-7] 틸트로터형스마트무인기 [ 그림 2-8] EAV-2H 축소기 자료 : 한국항공우주연구원 국내기업, 중소형드론을이미개발 항우연이외의국내기업도이미중소형드론을개발하여활용하고있음. 현재개발되어운영되고있는드론의현황은다음과같음 20) 현재성층권에도달한무인기를개발한나라는미국과영국임

20 16 드론의해양수산분야활용방안 < 표 2-5> 국내개발드론의하드웨어특성 종류 RemoEye 002A 유콘시스템 ( 주 ) 쿼드로터유콘시스템 ( 주 ) HelliScope 건국대 크기 cm cm cm 공간정보 ( 주 ) mm Coaxial(DM-05) DRB 파텍 ( 주 ) 무게 2.4kg - 9kg 2.65kg 6kg 이륙중량 - 300g 4kg 2.0kg 2kg 비행시간 60 분 20 분 분 35 분 30 분 비행거리 10km 1km km 최대시속 80km 45km 30-50km - - 이륙방식 착륙방식 특징 ( 기능 ) 투척에의한자동이륙 낙하산자동착륙 + 동체착륙 - 1 인운용 - 영상안정화가능 - 비행중실시간비행경로변경 - 실시간표적위치표시가능 수직이착륙수직이착륙수직이착륙수직이착륙 수직이착륙수직이착륙수직이착륙수직이착륙 - 1 인운용 - 영상안정화가능 - 비행중실시간비행경로변경 - 실시간표적위치표시가능 - 접이식기체로휴대성편리 - 재해및재난적용 - 지역방범감시기능 - 전시적동태파악가능 - 날개 6 개 - 공사진척상황점검 - - 날개 2 개 자료 : 이인수 김수정 서갑숙 (2012), 영상응용지적도개발및활용 (3 차년도 ), 대한지적공사공간정보연구원. 14 쪽 가스사고발생의신속한상황파악및조사 한국가스안전공사는가스사고발생시신속한상황파악및조사위해 2014년 4월드론을도입하였음 - 동사가도입한드론은프로펠러가 8개달린옥토콥터로, 비행중프로펠러 1개가파손되어도비행이가능하며, 방송촬영용카메라와동일한고화질 HD급카메라를탑재하고있음

21 기술혁신대응해양수산분야현안분석 17 - 비행중기체의고도, 기울기, 풍속, 배터리잔량등의비행정보수신이가능하며, 자동항법시스템을갖추고있음. 노트북으로 50개의좌표를지정하고자동이륙및착륙이가능함. 수동모드로변환이가능하며, 무선조종기로 1km 이내에서원격조종도가능함 4. 드론개발의미래전망 의사결정시스템을갖춘지능형드론개발 현재까지드론은사전에입력되거나실시간으로지시받는명령에의해조종되고있으나, 향후에는드론에장착된시스템에의해의사결정이가능한드론이개발될것으로전망되고있음 - 3D Robotics 가개발중인농업용드론은농약을뿌릴때모든농지에균일하게살포하지않고, 농작물의적외선사진을분석하여농약이필요한지역에만선별적으로뿌리는시스템임 장시간체공및탑재중량증대가능드론개발 향후에는배터리기술이대폭향상되어장시간체공과아울러경량이면서도탑재중량을높일수있는드론이개발될것으로전망됨 - 한국항공우주연구원이 2025년을목표로개발중인선도형틸트로터무인기는탑재중량 50kg, 체공시간 8시간, 속도 280km, 운용반경 200km에이름 유인항공기는파일럿의생리적한계가있기때문에비행시간에제약을받으나드론은지상통제관이용이하게교대할수있으므로, 유인항공기를훨씬초과하는체공비행이가능함. 특히태양광을에너지원으로사용하면시스템의내용연수에만제약받을정도로반영구적인비행도원리적으로는가능하며, 유인기에는존재

22 18 드론의해양수산분야활용방안 하지않았던새로운기술영역이열리게됨 21) 소형화및초소형화드론개발 유인항공기는기체구조와필수장비로인해중량이최소 150kg 이상 ( 초경량동력기의조종실관련장치를제외한중량 ) 이므로, 원리적으로는그보다작은유인항공기는존재할수없음 그러나최근 Avionics 22) 기술진보에의해작은모형비행기의자율비행도가능해지고있음. 또한모형항공기분야에서도종래실현되지않았던작은비행체의연구개발도진행되어 15cm 이하의드론, 심지어 7.5cm 이하의초소형비행체도실현되고있음 향후드론은계속소형화가진행되어이용에매우편리한일상생활용품으로다가오고있음 인력절감효과를실현하는드론개발 드론은무인이므로코스트절감이가능하다는주장도있으나, 현행기술수준으로는추가로필요한지상인프라및지상인력을감안해야하므로규모가큰기체시스템에서는운항코스트가유인기를상회하는경우도있음 향후자율화기술이성숙되면코스트측면의우위성이나타나겠지만, 당분간은단순히무인화함에따른코스트측면의메리트는많지않음 21) 예를들어미국 DARPA(Defence Advanced Research Projects Agency: 국방고등연구계획국 ) 에서는연단위의비행지속이가능한체공형 UAS 개념설계 ( Work/TTO/Programs/Vulture.aspx) 를추진하고있음. 22) Avionics 란항공기에탑재되어비행을위해사용되는전자기기를의미함. Aviation 과 electronics 의합성어로서통신기기, 항법시스템, 자동조종장치, 비행관리시스템 (FMS) 등으로구성됨.

23 기술혁신대응해양수산분야현안분석 19 다만, 종래의유인기보다도소형드론으로촬영, 관측, 감시, 관리등을행하는경우에는인건비절감효과가기대됨 거대 기업들에의한대기권위성개발 Titan Aerospace 사는대기권위성 (Atmospheric Satellites) 으로불리는드론 Solara 시리즈를개발하여 2015년에는서비스제공을계획하고있음. 동사가제작한 Solara 는날개위에태양전지 (Solar Panel) 를탑재하여상공 20km 위에서 5년간체공비행할수있도록하고있음. Solara 는기상관측, 자원탐색용으로위성을대체하는목적의드론으로날개폭 50m, 길이 15m, 탑재중량 100kg, 무게 159kg, 시속 104km로계획되고있음 [ 그림 2-9] Titan 사의 Solara 드론 [ 그림 2-10] Tales Alenia Space 사의 StartoBus 드론 자료 : 자료 : ) 프랑스 이태리항공우주기업 Tales Alenia Space 사는고도 20km의성층권에서장기체공이가능한대형무인비행선 StartoBus( 성층권버스 ) 구상을발표하였음 - StartoBus는길이 m, 직경 20 30m 크기로태양광발전시스템과연료전지를갖추고있음. 최대 200kg의관측장비및통신기기탑재가가능하며수명은 5년임. 이는저렴한코스트로위성과동일한기능을제공하게되는데전파의송수신에있어서는위성보다지연이적은장점이있음 23). 동사는 5년내에원형을개발하기로하였음

24 20 드론의해양수산분야활용방안 대기권위성으로구글맵을활용하려는구글 - 구글은 2013년 6월인터넷에접속이안되는지역의환경개선을위해전세계의상공에인터넷회선용기구 ( 氣球 ) 를띄워, 인터넷접속이가능하도록하는통신망구축계획 (Project Loon) 을밝혔음. 직경 15m, 높이 12m의기구를 18km 27km의성층권에띄우고기구간을연계하여인터넷이불가능한지역을없애겠다는것임. 구글은 2013년 6월뉴질랜드에서테스트를실시하였음. 한편구글은 2014년 4월 Titan Aerospace사를매수한바있고 8월에는드론으로물류배송을실시하겠다는계획도밝힌바있음 드론을이용한네트워크접속중계를계획중인페이스북 - 페이스북은드론을통신인프라로사용할것을적극계획하고있음. 동사는네트워크환경미정비지역에네트워크제공을목적으로접속중계점이되는드론개발을추진중 - 동사는 2014년 3월인터넷접속이되지않는지역에저렴하게서비스를제공하기위해 Internet.org 를설립하고, WiFi 환경을제공하기위해태양광발전으로구동하는드론활용계획을밝혔음 5. 드론시장의추이및규모전망 드론시장은이제태동하는단계로서향후지속적으로증가할것으로전망되고있음. 그러나예측기관에따라시장규모는상이하게전망되고있음 전반적으로세계드론시장의규모추이와성장은활발할것으로전망되고있음 군사관련전문기관인 Teal Group은 2012년전망보고서에서전세계군사용 UAS 의수요는향후 10년간지속증가할것으로전망하였음. R&D, 테스트, 평가및조 23)

25 기술혁신대응해양수산분야현안분석 21 달부문에있어서 2013년 66억달러이었던수요가, 2022년에는 114억달러로증가하여 10년간총 891억달러에이를것으로전망하였음 24) - 이중 R&D, 테스트및평가부문에서는미국이전세계의 62% 를점유하지만, 조달부문에서는 55% 에이를것으로, 유럽은조달부문의 15% 를점유할것으로전망하고있음 [ 그림 2-11] 전세계 UAV 예산전망 (R&D, 조달 ) 자료 : Teal Group, World UAS Systems 2012: Market Profile and Forecast. Glennon J. Harrison, Unmanned Aircraft Systems (UAS): Manufacturing Trends(CRS Report for Congress), Congressional Research Service, January 30, p.3 에서재인용주 : UCAV 는 Unmanned Combat Aerial Vehicle 의약자 Market Research Media사는 2014년 U.S. Military Unmanned Aerial Vehicles (UAV) Market Forecast (Tabular Analysis, January 2014) 를통해미국의군사용 UAV 시장규모가매년 12% 성장하여 2018년에는 187억달러에이를것으로전망하였음 25) 24) Teal Group(2012), World Unmanned Aerial Vehicle Systems: Market Profile and Forecast, 2012 Edition.

26 22 드론의해양수산분야활용방안 드론이미국가항공시스템에통합될경우 10년간 821억달러경제효과창출 미정부는연방항공국 (FAA) 에무인항공기시스템 (UAS) 을국가항공시스템 (NAS: National Airspace System) 에통합시키도록명령한바있음. 이에미국의무인시스템협회 (Association for Unmanned Vehicle Systems International) 는 The Economic Impact of Unmanned Aircraft Systems Integration in the United States를발표하여무인항공기시스템이국가항공시스템에통합되면 3년만에 7만명이상의고용효과와 136억달러이상의경제효과가창출될것이라고전망하였음. 그리고 2025년에는 10만명이상, 821억달러 (82.1조원) 이상의효과가창출될것으로전망하고있음 < 표 2-6> 미국의무인항공시스템통합의경제적영향 연도 경제효과 ( 백만달러 ) 세수효과 ( 백만달러 ) 고용효과 ( 명 ) , , , ,776 자료 : AUVSI(2013), The Economic Impact of Unmanned Aircraft Systems Integration in the United States, p.4. 자료 : AUVSI(2013), The Economic Impact of Unmanned Aircraft Systems Integration in the United States, p )

27 기술혁신대응해양수산분야현안분석 23 국내드론시장의규모추이와향후전망은다음과같음 Teal Group 은 2012 년에발표한세계무인기시장예측자료를통해 2012 년부터 2021 년까지우리나라의군용무인기수요를다음과같이전망하였음 26) < 표 2-7> Teal Group 의한국무인기시장생산대수예측 연도 Total Mini-UAV Tactical-UAV Naval VTUAV MALE UAV HALE UAV 자료 : 국토교통부 한국건설교통기술평가원, 상업용민간무인항공기보급기반구축기획최종보고서, 2012, 132 쪽에서재인용 국내민간무인기시장은 2020년대초부터본격적으로창출될것으로전망 향후 10년간국내무인기시장수요는민용보다는군용에의해주도될것으로예상되고있는것이큰특징임. 한국과학기술원은국내민간용드론시장규모가현재는농업용및항공촬영용위주로소규모에불과하나, 향후해안 / 산불 / 환경감시등의공공용부터시작하여다양한용도로이용될것으로예측하면서 2016년이후 15년간시장규모는다음과같이 1조 6,200억원으로전망하였음 26) 국토교통부 한국건설교통기술평가원, 상업용민간무인항공기보급기반구축기획최종보고서, 2012, 132쪽.

28 24 드론의해양수산분야활용방안 < 표 2-8> 우리나라의민간용무인항공기시장예측 용도 시기 예상획득비 ( 억원 ) 비고 해안감시 2018 ~ ,200 26개해경 2조 산불감시 2018 ~ ,000 5개산림청 4조 환경감시 2020 ~ ,000 10개지자체 1조 재해재난모니터링 2018 ~ ,000 10개지자체 2조 교통통제 / 사고수습 2018 ~ ,000 10개지자체 1조 공중촬영 2016 ~ ,500 업체 60대 ( 대당25억원 ) 농업용 2016 ~ ,000 업체 1,000대 ( 대당 2억원 ) 기타 2016 ~ ,500 소형위주 계 16,200 주 : 1) 해안 / 산불 / 환경감시및재해재난 / 교통상황모니터링 : 1 조당 100 억원기준 2) 10 개지자체 : 서울 / 경기 / 강원 / 충남 / 충북 / 전남 / 전북 / 경남 / 경북 / 제주자료 : 국토교통부 한국건설기술연구원 ), 상업용민간무인항공기보급기반구축기획최종보고서, 2012, 132 쪽. Teal Group에의하면 년간전세계민용무인기 (Civil UAV) 시장규모는 56억달러로서전체무인기시장규모의 5% 에도미치지못하고, 2012년현재총액기준으로세계시장의 3.7% 내외에불과함. 그러나, 2021년에는 6.5% 까지성장할것으로전망하고있음. 이보고서는오바마대통령의민간무인기에대한언급이본격적으로고려되지않은상태에서전망되었기때문에실제로는향후민용무인기시장은더욱더커질것으로기대되고있음 < 표 2-9> Teal Group에의한드론의종류별생산규모 ( ) 예측 용도 억달러 점유율 (%) 민용 24 5 무기용 고고도장기체공용 중고도장기체공용 해군용 전술무인항공기 SUAVs 6 1 Mini UAVs 12 3 합계 자료 : 국토교통부 한국건설교통기술평가원, 상업용민간무인항공기보급기반구축기획최종보고서, 2012, 138쪽에서재인용

29 기술혁신대응해양수산분야현안분석 25 Zak & Enzo, 드론혁명향후지속전망 Zak, Enzo 교수는사회학자 Everett M. Rogers 교수의 확산이론 을적용하여, 하드웨어혁명의미래예측을한바있음 - 그들은드론혁명이물류혁명과함께 2010년무렵에이미개시되었다고하였음. 하드웨어확산에따라드론시장규모는계속성장하여 2018년경절정에도달한후 2022년까지지속될것으로예측하고있음 [ 그림 2-12] 하드웨어혁명 자료 : Zak & Enzo, What is The Hardware Revolution, Upverter, October 08, 2013.

30 26 드론의해양수산분야활용방안 Ⅲ. 드론의해양수산분야활용및동향전망 1. 드론의해양수산분야활용현황 해양수산관측 조사부문에있어서항공기는부분적으로활용 국내에서는해양수산분야에있어서의다양한관측과조사중상당수는선박을통해행해지고있고, 일부가유인항공기로행해지고있으나, 드론이용은극히미미한상태 - 유인항공기로이루어지고있는관측 조사대상은전국적단위의해안선측량, 연안침식모니터링, 연안양식판독사업, 적조발생예찰정도에불과함 - 이러한관측 조사업무의일부는종래위성으로이루어졌으나, 낮은해상도, 고비용구조, 항공라이다 27) 의보급으로인해 2000년대초반에들어와비로소항공기이용으로전환되었음 28) 27) 라이다 (Light Detection And Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging: 광검출 ( 光檢出 ) 과측거 ( 測距 ) 또는레이저화상검출과측거 ) 란빛을사용한리모트컨트롤기술의하나로, 레이저펄스 (Pulse) 를지표면에쏘고반사되어돌아오는시간을측정하여반사지점의공간위치좌표를계산해내어지표면에대한지형정보를추출하는측량기법임. 항공기또는위성에탑재하여지형측량에주로사용되는데, 항공측량시라이다가이용될경우, 고해상도의영상과융합되어광학영상에서획득하기어려운정보의획득, 취득된고정밀수치표고모델을이용하여지형과구조물에대한 3차원모델의생성이가능함 (Wikipedia, 28) 국립해양조사원은 2005년에처음으로해안선조사측량사업에항공라이다측량을시범적으로도입하여성공적으로실시하였음.

31 기술혁신대응해양수산분야현안분석 27 국내측량업체, 최근들어와해안관측 항만공사등에드론활용개시 국내해양수산분야에서도드론이이용되고있으며이는극히최근임. 일부측량전문회사들이 2012년무렵부터소형드론을도입 활용하고있는데, 아직은태동단계이기때문에활용실적은미미함. 일부업체가활용하고있는드론의현황은다음과같음 - 동원측량콘설탄트는고정익으로날개길이 1.2m, 무게 1.2kg, 탑재가능무게 600g, 비행고도 150m, 비행속도 50km/h, 배터리 50분 29) 의드론을활용하고있음. 지오모니터링은회전익으로직경 1.036m, 높이 0.457m, 무게 3.4kg, 탑재가능무게 3.0g, 비행고도 2,000m, 비행속도 90km/h, 배터리 30분 30) 의드론을활용하고있음. 공간정보는회전익으로프로펠러 6기 8기, 무게 6.6kg, 비행시간 30분, 촬영면적 1.5 6km2에이르는드론을활용하고있음. 해양정보기술은고정익으로날개폭 90cm, 앞뒤길이 70cm, 배터리 카메라를탑재한총무게 0.9kg, 비행고도 m, 비행속도 43km/h, 배터리 50분의드론을활용하고있음 - 이들측량회사가드론을활용하고있는것은다양한기술의융합이가능한데에기인함. 즉자동항법장치로경로비행을수행하고, 촬영한사진은사진측량기술과접목되어수치표고모형및 3차원수치영상으로제작할수있게되었기때문임 - 현재주로이용되고있는분야는준설토투기장측량, 국지적차원의해안선및갯벌측량, 설계용지형현황도제작, 항만공사진척현황영상촬영, 토공량산출등에국한되고있음. 현재는도입초기단계이지만, 드론활용으로인력절감 생산성제고등의효과가비교적크게나타나는것으로평가되고있어드론이용은향후급속하게확산될것으로전망됨 29) 동원측량콘설탄트, 30) 지오모니터링 (

32 28 드론의해양수산분야활용방안 세계적으로는해양수산분야및유사분야에서다음과같이드론활용이확대되고있음 송유관파손점검해상석유시설관리에활용되는드론 석유메이저 BP는미국 AeroVironment 사제품의 Puma AE( 길이 1.4m) 에전기광학카메라, 적외선카메라, GPS를탑재하고, 1회충전으로약 3.5시간비행가능한드론을알래스카유전관리에투입하였음. 카메라로촬영한영상은실시간으로송신이가능함 31) [ 그림 3-1] BP 가이용하는 Puma AE [ 그림 3-2] 이륙은수동 자료 : Aerovironment, Inc., Aeronautics사가개발한 Aerostar Tactical UAV는 2003년이후해양석유시설감시에이용되고있음. 12시간비행이가능하며야간에는 Aerostar FLIR 카메라를통해도난, 점거, 소형보트에의한시설접근등의감시에활용되고있음. 기름누출은적외선으로발견가능함 32) 31) 미연방항공국 (FAA) 은 2014 년 6 월 10 일, BP 에대해알래스카에있는동사의유전상공에대한드론의비행을허가하였음. 미국본토에서드론의민간이용이허가된것은최초임. 32) http//:

33 기술혁신대응해양수산분야현안분석 29 - 날개길이는 8.5m, 전후길이는 4.5m, 높이 1.3m, 기체무게 220kg, 최대적재중 량 50kg, 최대스피드는 110 노트, 고도 18,000 피트 (5,486m) 임 [ 그림 3-3] 해양석유시설감시 [ 그림 3-4] 적외선카메라에의한선박감시 자료 : Aeronautics Ltd., 이러한현황을감안하면드론은항만시설인유류 가스터미널시설의감시에유효 하게활용될수있을것임 해양수산부문의조사 관측에활용되는수중드론 33) 2007년설립된미국의 Liquid Robotics사는수중드론인 Wave Glider를개발했음. 태양열과파력을추진력으로활용하는 Wave Glider 는해면에떠있는 float와수중에있는수중글라이더로구성되어있음. 수중글라이더는나무줄기에잎사귀가붙어있는형상으로서 float의 5m 아래에케이블로연결되어있음. float와수중글라이더가분리되어있어상호파력의차이에의한상하진폭이양력을발생시켜작동하는원리임 33) Wave Robotics Inc.(

34 30 드론의해양수산분야활용방안 - Wave Glider 는해면에수개월체류하여, 자료수집, 글라이더간공동업무수행이가능함. Wave Glider 에는위성통신, 스마트폰기능, WiFi, 카메라, AIS, 자료분석장비등이탑재되어있음. 동사는 2014년 4월미국대기환경청 (NOAA) 과날씨예측, 어장관리, 환경모니터링에관한수년간의공동 R&D 연구를하기로하였음 [ 그림 3-5] Liquid Robotics 사의 Wave Glider] 자료 : Liquid Robotics, 해양관측및감시에활용되고있는 Aerosonde 드론 Aerosonde Pty Ltd. 사가 1998년에제작한 Aerosonde는같은해무인비행기로서는세계최초로북대서양을횡단한바있음. Aerosonde 는길이 1.7m, 양날개길이 2.9m, 높이 0.6m, 적재중량 13-15kg, 배기량 24cc, 최대비행속도 140km/h, 범위 3,000km로주로해양관측에이용되고있음 - Aerosonde 는국경순찰, 날씨관측, 밀입국및연안감시, 수색 구조, 농작물모니터링업무를수행하고있는데, 2007년에는 NASA, NOAA가공동으로주관한프로그램에의해사람이접근하기힘든허리케인중심부근의데이터를수집하는데에도사용된바있음

35 기술혁신대응해양수산분야현안분석 31 [ 그림 3-6] Aerosonde 의선박으로의복귀 [ 그림 3-7] Aerosonde 이송트레일러 자료 : 폭발적인주목을받는드론의항공촬영 미국에서는 2000년대후반부터드론을항공촬영비즈니스에사용해왔음. 즉해충피해의조기발견, 대규모재해및사고등을상공에서촬영, 감시해왔음. 일부대학에서는상공에서화산관측, 조사목적으로활용하고있음 일본에서는동일본원전사고피재지에서대기중의방사선량을측정하기위해영국제무인드론이사용되었음 34) 이를감안하면드론은해양조사에매우유효하게활용될것으로보임 국경경비및보안강화에활용되는드론 소치동계올림픽에서보안문제가부각되자러시아정부는 10대이상의드론을띄워보안을강화한바있음 미국에서는 2013년 6월 FBI가드론에의한자국내감시를인정하였고, 국경경비대는경찰보다빨리드론을사용하였음. 과거 3년간미국 멕시코사이의국경은 34)

36 32 드론의해양수산분야활용방안 모두드론으로감시되어왔음 35) 일본의경비회사세콤은 2013년 12월, 점포및공장내불심자를발견하고추적하는자율형소형비행감시로봇을개발했다고발표했음. 2014년에는이를유상임대사업에사용하겠다고발표했음 이를감안하면드론은영해감시, 항만보안등에도유효하게활용될것으로보임 2. 해양수산부문의분야별활용가능분야 1) 항만부문 (1) 항만시설건설부문 제목 항만개발을위한채석장관측 내용 ㅇ현황및문제점 - 해상에투입될사석채굴을위해허가받은채석장에서채취함 - 채석량측량을위해지표조사를통해지형제작을행하고있으나, 대다수지표조사는육안관찰로이루어지고있어정확한채석량파악을위해서는상당한시간과인력이투입됨ㅇ드론이용방안 - 채석장을대상으로채석이전과이후의상태를드론이근접, 입체적으로촬영하면채석표면적과채취량파악이정확하게이루어지게됨. 더구나수시로촬영이가능하므로생산계획수립이용이함ㅇ유사사례 - 프랑스의한광산회사는드론에장착된 HD 카메라로 3 차원광산지도를만들고, 이를토대로광물채취량을산정하며, 이를감안해생산계획을수립하고있음 - 스위스의한측량업체는자갈채굴장과채석장, 매립지측정시에드론을사용하여토지측량사나유인항공기에비해신속하고도효율적으로실시하고있음 35) )

37 기술혁신대응해양수산분야현안분석 33 제목 항만개발예정지측량 항만수심준설, 방파제건설 내용 ㅇ현황및문제점 - 측량기사들이현장으로이동하여측량하므로면적이광활한경우측량에장시간및다수인력이투입되어비용이과다발생 - 갯벌, 준설토등의측량시에는인력이접근하여측량하기곤란ㅇ드론활용방안 - 드론으로촬영하면정확한측량 ( 지도의완성 ) 이가능하고, 갯벌 준설토지역에직접들어가지않아도되며코스트 시간절감도가능ㅇ유사사례 - 프랑스의 EDF 에너지 사는드론을건설사업에활용, 폐기물위치파악및물이고이는장소를계산하여홍수관리에도활용했으며, 측량에도활용하여비용및인력을절감시키고있음 ㅇ현황및문제점 - 소형선에 Sonar, Beam 등을탑재하여수심을측정하고있으나, 날씨 바람등의영향을받는경우가많고시간도소요 - 항공라이다로레이저를주사 ( 注射 ) 하면서광활한지역을신속하게측량하는경우도있으나, 해상도가낮고고비용구조ㅇ드론활용방안 - 드론은소형선보다파도 바람 날씨의영향을적게받으므로신속성확보가가능하며, 항만개발대상수역이국지적인경우에는고가인항공기보다저가인드론에의한측량이경제적 - 다만, 탑재장비의장착이가능해야한다는전제조건충족이필요 (2) 항만시설관리, 감시부문 제목 LNG, LPG, 유류부두의파이프라인부식, 누출여부감시 내용 ㅇ현황및문제점 - 육안및카메라등으로감시하고있으나, 해상쪽은감시가어렵고, 주간에는누출여부확인도곤란ㅇ드론활용방안 - 해상쪽으로는드론이이동하여감시가가능하므로감시부위에대한제약이사라지게되며, 실시간감시정보송수신으로감시의효율화및누출부위발견시신속한대응가능ㅇ유사사례 - BP 는 2014 년 6 월부터알래스카송유관파손여부를드론으로점검

38 34 드론의해양수산분야활용방안 제목 청항관리 항만야드, 임항도로, 방충재관리 내용 ㅇ현황및문제점 - 현재해양환경관리공단이항내부유물, 유류오염발생여부등을수시로관찰하여선박으로현장출동, 수거 방재하고있으나, 육안관찰로행하기때문에항내전역순회가불가피하여비효율적ㅇ드론이용방안 - 드론을활용하게되면청항대상수면의파악이용이하여불필요한수면순회감축및효율적청항관리가가능 ㅇ현황및문제점 - 야드파손, 항내 임항도로의굴곡, 방충재손상발생시이용자의신고등을받은후, 현장으로출동후확인하므로수동적대응상태ㅇ드론활용방안 - 드론활용시선박이나차량보다신속한파악이가능하고, 빈번한확인이가능하여항만시설의파손상태에신속 선도적대응이가능 (3) 항만기상, 항만재해규모파악및복구비산정부문 제목 입출항기상제공 항만재해규모파악및복구비산정 내용 ㅇ현황및문제점 - 태풍등기상이변시에선박은외항으로피난하고, 입항하려는선박도입항을중지하게됨. 입항금지를해제하는경우에도기상청정보에만의존하고있음ㅇ드론이용방안 - 항만당국이드론을비행시켜해역의상황을직접파악하여기상청정보외보조정보를수집활용시입출항시각을정확하고신속하게제공가능 ㅇ현황및문제점 - 항만재해발생시선박이나차량등으로현장으로이동하여파악하고있으므로, 재해대상이광범위할경우시간이소요 - 선박이나차량이접근하기힘든장소도있어재해발생규모파악및복구비산정에시간소요ㅇ드론이용방안 - 드론을활용하면차량, 선박, 사람이접근하기힘든장소에도신속한접근이가능하며, 복구비도신속하게산정가능

39 기술혁신대응해양수산분야현안분석 35 (4) 항만보안부문 제목 항만보안 내용 ㅇ현황및문제점 - 항만시설주위에보안시설과장비등을설치하고, 이를중앙감시실에서총괄감시하고있으나, 인력부족으로보안시설전체순회감시가곤란한상황ㅇ드론활용방안 - 드론은자유롭고신속하게이동하면서탑재된카메라나센서를통해원격감시가가능함. 더구나침입자추적도가능 2) 수산부문 36) (1) 양식어장관리 제목 양식어장관리, 판독, 생산량정밀예측 내용 ㅇ현황및문제점 - 양식어장시설량 ( 위치, 규모, 규격등 ) 확인을위해 년간위성영상을이용했으나, 촬영 판독비용이높아 2010 년부터는항공영상으로전환. 그럼에도비용이높아연간 1 회실시에불과 - 전체양식어장관리는항공촬영이불가피하고지속적관리가필요한특정지역에는촬영회수증대가필요하지만, 고비용구조로실시곤란 - 또한태풍등자연재해발생시에도양식시설물변동상황파악곤란ㅇ드론이용방안 - 제한된특정지역에대한면밀한관리감독이필요한경우저비용구조인드론을활용하면빈번한이용이가능하여관리의실효성제고가능 - 근접촬영이가능한드론에고화질카메라를장착할경우해상도제고가가능하며, 양식어장의상시모니터링체제구축을통한품목별수산물생산량예측의기초자료및양식어장관리에활용가능 36) 이남수, 양식어장의드론활용방안에관한연구, 한국해양수산개발원수산업관측센터계간 수산관측리뷰, Vol. 1. No. 1, 2014, pp

40 36 드론의해양수산분야활용방안 (2) 적조및해파리예찰 제목 적조예찰, 적조제거위한위치선정모니터링 적조방재활동 해파리이동조사 내용 ㅇ현황및문제점 - 선박에서해수를채취, 수질을조사하여적조발생여부를검토 - 적조발생시지자체등에서선박으로진행방향에대해예측하고, 그결과를국립수산과학원에제공하며, 국립수산과학원은이정보를바탕으로주의보, 경보등을발령하고있으나, 정보수집시점과정보제공시점간에시간상의차이가발생하므로사후조치가될우려가높고, 선박예찰시에는예찰범위에한계가발생하며, 항공기이용시에는고비용구조ㅇ드론이용방안 - 적조가양식어장이밀집해있는연안의국지적구역에서발생하는경우드론에분광기 ( 分光器 ) 를탑재하여관측이가능 - 또한적조진행방향에대해서도관측, 예찰범위확대를통한실효성있는예측이가능. 여기에무인선박까지추가하여입체적으로예찰을실시할경우실시간예찰도가능 - 적조제거를위한선박의방재위치선정등방재계획수립에드론을활용하면방재의효율화도모가능 ㅇ현황및문제점 - 발생한적조제거를위한선박의작업방향설정시육안으로관측하여이리저리이동하며위치확인및방재활동을수행하고있으나, 작업방향의정확한예측에어려움이발생ㅇ드론활용방안 - 연안에서발생하는국지적규모의적조에대해서는드론을활용하면, 적조진행방향예측및방재계획수립이용이하며, 신속하고도정확한방재가가능 ㅇ현황및문제점 - 동중국해에서이동해오는해파리를파악하기위해국립수산과학원이해경항공기로 km 에걸쳐예찰실시. 저고도에서육안관측, 또는동영상촬영으로관측 - 남동해안 ( 경남, 전남 경북일부 ) 에서발생하는해파리에대해서는선박으로예찰을실시하고있으나, 예찰범위에한계발생. 항공기로예찰시에는고비용구조ㅇ드론이용방안 - 국내연안에서발생하는해파리예찰시에는대상지역이국지적이기때문에저비용구조인드론으로근접예찰이가능

41 기술혁신대응해양수산분야현안분석 37 3) 해양부문 (1) 연안조사, 관측, 관리부문 제목 공유수면점사용관리 해안선 수심측량, 무인도서원격측량, 연안침식 지형도변화모니터링 내용 ㅇ현황및문제점 - 공유수면점사용허가후허가내용이행여부확인을위해서는선박을타고현장으로출동해야하므로시간과비용이소요되어실효성있는확인조치가곤란ㅇ드론이용방안 - 허가지역이연안인경우수시로드론을띄우면, 허가내용의확인이용이하며, 선박이용에따른비용및시간절감이가능 ㅇ현황및문제점 - 전국의연안, 무인도서를대상으로국립해양조사원에서측량실시 - 해안선측량 ( 조간대 ) 은항공기로실시 ( 라이다측량 ) 하고, 연안수심은선박에관측장비 (multi beam) 를탑재하여측량실시. 수심이깊거나탁도가높은연안은항공기관측이곤란하여선박을이용, 측량함 - 종래의장시간, 고비용구조의측량방식을 2007 년이후항공기측량으로전환하여비용절감및면 ( 面 ) 단위의측량으로효율성제고 - 탑재한라이다로는레이저를, multi beam 으로는음파를송신하고, 수신정보를기록하여자료취득, 분석한후해도에반영 - 전국단위의해안선측량은이미완료되었으나연안개발, 항만개발등에의한해안선변형발생시수시로재측량실시 - 갯벌, 도서의암반지역지형도제작시에는선박의접근이곤란하여사람이직접측량하고있으나, 사람의접근이힘들고다수인력이작업함으로장시간 고비용구조ㅇ드론이용방안 - 연안개발등으로일정지역내변형된해안선측량, 갯벌등퇴적상변화의빈번한관측, 무인도서측량등을드론관측으로전환시해상도제고및코스트절감가능 - 1 km2범위내의측량은드론이유리한것으로평가되고있음 - 무인도서, 절개지, 갯벌, 도서의암반지역측량을드론으로대체시인력절감, 신속성확보, 저비용측량이가능 - 관측장비의경량화, 고성능화를통해항공기측량의대체도가능하나, 중량문제해결이전제조건 - 드론활용이전제될경우관측, 모니터링계획수립도용이

42 38 드론의해양수산분야활용방안 (2) 무인도서관리 제목 무인도서관리, 생태계조사 내용 ㅇ현황및문제점 - 2,600 여개무인도서에서의불법방목, 불법건축물을관리하고있으나, 접안시설부재로상륙하여감시가곤란한경우가발생. 또한조사의실익이없는소규모무인도서는고비용으로인해관리가부실한경우도발생 - 무인도서생태계조사시에는식생, 곤충, 동물, 조류, 해조류등분야별전문가여러명이상륙하여전수조사하므로시간과비용소요ㅇ드론이용방안 - 무인도서는사람의접근이곤란한절개지, 절벽등이많아드론활용시조사의실효성제고가능 - 현재 10 년에 1 회조사중이나, 조사시기별로변형된내용비교가곤란함. 드론활용시조사빈도증대가가능하여변형내용파악도용이 - 다만전수조사시에는드론이용에한계가있기는하나, 보조적사용은가능 (3) 해양수색, 구조 제목 해상수색및구조 내용 ㅇ현황및문제점 - 해상에서의수색및구조업무는주로선박이나헬리콥터를이용하여주간에만가능하며, 수색시각및비행시간에제약이발생ㅇ드론이용방안 - 생존자표류시야간에도열상장비를이용하면효과적인탐색가능 - 해양경찰청의장기계획에는드론확보를계획중 위와같이해양수산분야에있어서는아직규모가많지는않지만, 드론이활용될분야는적지않음. 현단계에서는국한된지역의관측, 감시, 측량, 관리등에활용가능하며, 광활한지역의관측, 감시등에는보조적수단으로활용이가능함. 아울러해양수산의특성상수중조사가많고정밀관측을위해서는관측장비의활용이필수적인경우가많기때문에장비탑재가가능한드론개발이이루어져야만해양수산관측의실효성이대폭제고될것임

43 기술혁신대응해양수산분야현안분석 39 Ⅳ. 해양수산분야활용방안 1. 드론의해양수산분야활용필요성 해양관측 조사 감시업무의실효성제고 공유수면점사용허가내용확인, 양식어장시설물확인등은빈번한현장관찰을해야만실효성있는관측및관리가가능함. 또한사람의접근이곤란한갯벌, 준설토투기장, 무인도서등의측량과관리를위해서는접안시설이필요하거나, 조사가적합한시간대까지대기해야하고, 영해의치밀한경계를위해서는경비정의상시정박에의한경계가요구됨 - 그러나적정코스트로실행이가능한기술이아직미비하고실행을위해서는고비용이불가피하다는이유로사실상종래의관측 조사 감시방식이유지되고있어실효성있는효과를획득하지못하는측면이많음. 현재저비용구조인드론의개발로인해이러한제약이타파되고있는상황이므로해양수산부문의관측 조사 감시업무의실효성제고를위해드론을적극활용해나가야함 해상도제고및신속성확보 급속한기술진보로최근들어와해상도가높은카메라가개발되고있기때문에사진촬영만으로업무수행이가능한항만개발지역의측량, 공유수면점사용허가내용확인, 감시등의업무수행에는굳이항공기를활용해야할필요성이약화되고있음. 드론사진의해상도는보통 5 10cm 수준으로해상도 1m인위성영상보다 배높다고알려지고있음

44 40 드론의해양수산분야활용방안 - 종래준설토투기장토공량산정은인력이나항공기로이루어졌으나, 드론개발 로인해다음과같이해상도를훨씬높일수있게되었음 < 표 4-1> 가덕도투기장물량산출 ( ) 면적 이미지 DEM( 수치표고모형 ) 기구 100km2 1m급 5-10m 위성 50km2 0.5m급 1-5m 항공기촬영 5km2 0.1m급 3D Model 10cm 드론 (plane) 0.5km2 0.01m급 3D Model 1cm 드론 (copter) 자료 : Geo3D, 위의사례와같이정밀성이요구되는제한된지역의측량에는위성이나항공기보다드론이훨씬유효함을알수있음 또한갯벌, 도서의암반지역측량시에드론을활용하면신속성과편리성이확보됨. 예를들어 500m 3km의갯벌이나암반지역의측량에드론이활용되면 1시간정도로완료되지만, 사람이직접측량할경우에는다수인력을투입하더라도 1 일이상의시간이소요됨 이와같이드론은기존방식에비해해상도및신속성에현저한장점이있기때문에종래드론이용이불가능했던업무도드론으로수행가능하게되므로, 드론의활용도가증가할것으로전망됨 필요시기민하게활용 활주로가필요한항공기서비스는 즉시성 이다소부족함. 해양에서해파리나적조발생, 기름유출사고등이발생하면신속하게대응해야함. 특히진행방향을신속하게예측할필요가있음

45 기술혁신대응해양수산분야현안분석 41 항공기비행을위해서는사전에비행계획을지방항공청에제출하고있으나, 통제공역이아닌한비행 1일전에제출하면수리됨 37). 그러나항공기는공항에계류되어있고, 조종자가공항에상시대기해있는상태가아니며공항의사정에따라운용되어야함. 더구나항공기보유주체와사용자가다른경우에는사용자가즉각적으로대응하기곤란함. 따라서사전에계획되지않은돌발적인관측사안이발생할경우에는신속한업무수행이곤란하게되는것임 이에반해드론은유인비행기와비교하여훨씬기민한운용이가능함 - 첫째, 공항이나활주로가불필요하므로공항의사정에맞출필요가없고가까이에서언제든사용할수있어, 운용이편리함 38) - 둘째, 운용이편리한드론이많음. 최근에는 1 2명이휴대하면서운용하는 1 3m 크기의소형드론도있고, 한사람이손으로던져서운용하는 15cm 이내의초소형드론도있음. 우리나라에서는 12kg 미만의드론은사전에비행허가를받을필요가없고, 필요한시점에즉시비행시킬수있도록제도화되어있음 또한드론은육상에서는비행시간비행루트시계비행등여러가지제약을받으나해상에서는이러한제약에서벗어날수있기때문에활용도가매우높을것으로보임 코스트인하 항공기를이용한해양및양식어장관측 조사에는사람탑승및장비탑재가동반되기때문에비용이많이소요됨. 만약장비를탑재할수있는저렴한드론이개발된다면관측 조사비용을대폭절약시킬수있게됨. 비용이절감되면관측 조 37) 항공법시행규칙 ( 제 187 조 ) 에의하면비행계획은비행시작전에제출하고, 제출방법은구술 전화 서류 전문 팩스또는정보통신망으로제출할수있으며, 긴급출동등의경우에는비행중에제출할수있다고규정하고있음. 38) 항공촬영을위해서는국방부에사전서면허가를득해야하나, 월단위로허가를받을수있음.

46 42 드론의해양수산분야활용방안 사횟수를증가시켜관측 조사목적의달성이보다용이해지게됨 드론의가격은사이즈, 성능등에따라천차만별이지만, 오늘날에는수백만원대의드론도시판되고있음. 그러면서도항공기이용시와유사한효과를획득할수있는경우도있음 - 지오쓰리디 (Geo3D) 사는 2013년항공사진측량용역제안서에서드론을이용하여기존항공측량에비해작업가능일수는 270일에서 90일로축소하고정밀도는 20cm에서 5cm로높이면서도비용은 50% 절감한다는내용을제출한바있음 39) 이처럼드론의기술진보에따라일반항공기에의존하던기존의관측 조사목적을동등하게달성하거나오히려저비용구조로전환할수있는여지가발생하고있음. 따라서저비용구조인드론을활용, 해양관측 조사의실효성을높일필요가있음 2. 드론의해양수산분야활용에대한제약요인 1) 기술적제약탑재중량제약 드론이해양및양식어장관측분야에이용되기위해서는중량이있는관측장비의탑재가가능해야함. 그런데자체중량이 150kg 이하가대부분이며, 소형드론은수십 kg에불과하므로, 50kg, 100kg에이르는관측장비의탑재에는적합하지않음 장기체공의제약 중소형드론은전동 ( 電動 ) 으로움직이는것이대부분임. 그런데아직배터리기술 39) Geo3D 3D Photo Scan( ),

47 기술혁신대응해양수산분야현안분석 43 의부족으로인해 50분내외의체공시간이한계로작용하고있음. 따라서배터리문제가해결되지않으면활용도제고에상당한제약을받게됨 해양에서안전한이착륙제약 해상은육지보다바람이심하고날씨가변덕스럽기때문에소형드론은비행시간에제약을받을수있음. 또한해양에서는드론의이착륙이용이하지않음. 해양에서는평평한공간확보가힘들기때문임. 또한염분이많아드론의유지보수등에도주의가요구됨 무선통신의단거리제약 자동항법장치가장착되어있는드론은원거리운항이가능함. 자동항법장치는대개자동항법장치소프트웨어를다운받고, 인터넷을사용하고있음. 그런데해상에서는인터넷활용이곤란한구역이있으므로, 작동하지않는경우가발생함. 이를대비하여수동모드로전환하여사용해야함. 수동모드로전환되면무선통신으로드론을원격조종해야하지만, 현재의무선통신거리는 10km 이내에그치고있음. 따라서통신거리가짧아장거리운용이곤란함 2) 비행에대한제약시계비행준수 야간비행금지 드론 ( 초경량비행장치 ) 은항공법에의하면시계범위를벗어나서비행시켜서는안되게되어있고, 야간비행도금지되어있음. 드론이육안에서벗어나거나, 물체의확인이어려운야간에비행할경우발생할수있는추락및충돌등을예방하려는의미에서취해진조치임. 그런데이규정이해양부문에그대로적용된다면해양조사 관측의실효성을확보하기곤란함

48 44 드론의해양수산분야활용방안 진로양보비행준수 드론 ( 초경량비행장치 ) 은항공법에의하면항공기, 경량항공기, 동력을이용하지않는초경량비행장치를육안으로식별하여미리피하거나진로를양보하여비행하도록의무화되어있음. 이는충돌방지장치가장착되어있는항공기와달리드론은그러지못하기때문에충돌위험을방지하기위한안전규제임 40) 기타안전규제 150kg 이하의초경량비행장치에대해서는안전조치를위해조종자에게다음의행위를금지하고있음 < 표 4-2> 150kg 이하초경량비행장치 (12kg 이하포함 ) 조종자의금지행위 1. 인명이나재산에위험을초래할우려가있는낙하물투하 2. 인구밀집지역및사람이많이모인장소의상공비행 3. 관제 통제 주의공역비행행위. 다만, 다음의행위와허가받은경우에는제외가. 군사용초경량비행장치를비행하는행위나. 자체무게가 12kg 이하, 길이 7m 이하로 150m 미만의고도에서비행하는행위 4. 지상목표물을육안으로식별할수없는상태에서비행하는행위 5. 비행시정및구름으로부터의거리기준을위반하여비행하는행위 6. 그밖에비정상적인방법으로비행하는행위자료 : 항공법시행규칙제68조제1항의내용을요약 3) 제도적규제 드론에의한사업의제한 항공법은 150kg 이하의드론에대해서는가능사업에제한을설정하고있음. 현재 40) 이에따라미국연방항공국은 감지및회피 를목적으로하는드론용표준시스템을개발하여드론이항공기나기타공중의장애물과충돌할위험성을원격조종자나자율시스템쪽에경고하여지상에서드론을조작, 그러한위험을회피하려고계획하고있음.

49 기술혁신대응해양수산분야현안분석 45 드론으로가능한사업은다음과같음 < 표 4-3> 150kg 이하 (12kg 이하포함 ) 비행장치의가능사업범위 ㅇ비료또는농약살포, 씨앗뿌리기등농업지원ㅇ사진촬영, 육상및해상측량또는탐사ㅇ산림또는공원등의관측및탐사ㅇ위와유사한사업으로서국토교통부장관이인정하는사업 자료 : 항공법시행규칙제 165 조의 3 경쟁수단존재 오늘날중소형드론으로활용가능한사업분야는이미항공기에의해제공되고있음. 즉경쟁서비스가제공되고있는상황인데, 경쟁서비스는바로항공기로행하는 항공기사용사업 임 항공기사용사업 이란항공운송사업외의사업으로서유상으로농약살포, 해양측량, 사진촬영등다음의업무를행하는사업을말함 < 표 4-4> 항공기사용사업의업무범위 1. 비료또는농약살포, 씨앗뿌리기등농업지원 2. 해양오염방지약제살포 3. 광고용현수막견인등공중광고 4. 사진촬영, 육상및해상측량또는탐사 5. 산불등화재진압 6. 응급구호를포함한수색및구조 7. 회전익항공기를이용한건설자재등의운반 8. 산림, 관로, 전선등의순찰및관측 9. 항공기를이용한비행훈련 10. 항공기를이용한고공낙하 11. 글라이더견인 12. 기타특정목적을위하여하는것으로서국토교통부장관이인정하는업무 자료 : 항공법시행규칙제 15 조의 2

50 46 드론의해양수산분야활용방안 따라서드론에의한사업이경쟁력을갖기위해서는대체수단인항공기보다유리해야함 4) 경제적제약수요부족 드론이지속적으로활용되기위해서는드론의수요가지속적으로발생해야함. 현재해양수산분야에있어서드론의수요가발생하고는있으나, 연속적인수요가다소부족하다는점이큰제약으로작용하고있음 또한드론수요가특정지역및특정시기에집중적으로발생하고, 그후에는수요가급감하는경우도있음. 이와같이지역적으로수요발생에큰격차가발생하기때문에특정지역에서지속적으로드론이사용되기가곤란한경우가적지않음 예산부족 해양수산부문에서관측 조사 감시등이예산부족으로인해실효성있게이루어지지못하는경우가많음. 해안선 무인도서관측등은 10년단위로이루어지고있고, 수년에걸쳐진행되는경우도적지않음. 또한감시 관리등이대면조사, 서류상으로확인되고, 현장확인이제대로이루어지지않는경우도있음. 이러한현황은궁극적으로예산부족에기인함. 이러한여건에의해드론을활용할수있는기회가창출되기힘든것임

51 기술혁신대응해양수산분야현안분석 드론의해양수산분야활용도제고방안 해양수산분야에대한드론의활용도인식 드론의사용이당연시되는시대가도래하고있기때문에드론에대한최신정보, 기술을이해함과아울러드론의활용도가높은분야를계속발굴하고실제로활용해나가야함. 이를위해서는무엇보다도먼저드론에대한이해와긍정적인인식을갖는것으로출발해야함 일본에서는무인헬기가제조된 1990년대초일반산업부문보다는농업부문에서먼저활용되었음. 이는농업부문의정책담당자들이먼저무인헬기의활용도를캐치하고, 활용해야겠다는강한의지를갖고있었던것에기인함. 특히무인헬기는농림수산항공협회가농가, 농협, 제조업체등과공동으로개발하였음. 필요성이기술을만들어내는것이오늘날의상황임을감안하면해양수산분야에서먼저드론활용에대한인식을갖는것이중요함 해양비행에대한제약의개선 해양에있어서는충돌위험및추락위험이육지에비해상대적으로낮음. 따라서해양수산부문에있어서는현행항공법상의야간비행금지, 육안비행준수규정을완화시켜나갈필요가있음 드론의해양부문이용에대비한관련규정의사전정비 드론은관리의편리성, 활용의기민성, 저코스트등의장점이있기때문에제도적규제완화가이루어지면이용률이급속히올라갈가능성이높음. 그때까지드론운용에관한규정을갖추지않을경우안전성확보및관리에문제가될수있음 특히 12kg 이하의초경량비행장치에대해서는현재보유, 폐기, 운항등에아무런규제도없음 41). 이에따라예를들어선용품공급업자들이드론으로서류나간단

52 48 드론의해양수산분야활용방안 한부품배송을행하는경우가다수발생하면항만공간이혼란스럽게될것임. 이런경우를대비하여운용규칙을마련해둘필요가있음 해양수산부문에서드론이질서있게이용되기위해서는안전운항및관리규정이마련 운용되어야함. 그렇게해야만비효율적인사용, 반사회적인목적의사용, 사고발생등을방지할수있을것이기때문임 해양수산용도에부합하는드론기술개발 드론이해양수산분야에서실용화되기위해서는극복해야할기술적, 제도적제약이적지않음. 특히안전확보를위해상당기간다음과같은제도적제약은해소되기힘들것으로전망됨 - 첫째, 드론운용시에는안전확보차원에서어떠한형태로든사람에의한조종이요구될것이라는점임 - 둘째, 현행자동항공교통관제에적합해야하고, 감지및회피 (sense and avoid) 측면에서는현행항공기와유사한규제가부과될가능성이높음. 특히위치통보, 충돌방지, 추락방지등현행유인항공기와동등한수준의의무가지속될것으로전망됨 - 드론사용에이러한조건이전제된다고하여드론사용을무조건부정하기보다는사용가능한드론, 사용이곤란한드론등으로드론의종류를분류하고, 사용하기용이한드론을선택해나가는것이중요함 해양용드론개발필요성 - 첫째, 유인헬기조차도해풍으로인해비행하지못하는경우가많음. 소형드론은더욱그러함. 해양은육지에비해날씨변화가심하기때문에바람의영향을많이받는소형드론은해양에서활용에문제가될수있음 41) 현재동호인들이많이사용하고있는드론은몇대인지파악조차되지않고있음. 그러나본연구에서언급하는드론은취미용비행장치와는다르다고할수있음.

53 기술혁신대응해양수산분야현안분석 49 - 둘째, 드론의이착륙은해양에서는불편함. 물론평지가아니라하더라도이착륙이불가능하지는않으나, 드론에손상이발생할수있음. 일부드론의경우그물망으로착륙시키는경우도있음. 그러나그물망으로완벽하게착륙시키지는못하기때문에이를해결해나가야함 - 셋째, 통신기술개발임. 최근개발된드론에는대부분자동항법장치 42) 가장착되어있으나, 인터넷이연결되지않을경우에는무선통신활용이불가피함. 무선통신의활용거리는현행기술로서 10km 이내이므로그이상의거리는아직기술적장벽이있음. 이에따라무선통신가능거리를늘릴수있는기술개발이이루어져야함 43) - 넷째, 해양수산관측에는관측장비의탑재가요구되는경우가많으므로, 드론과관측장비를결합시켜현재보다훨씬간편하면서도저코스트로활용할수있는융합적기술개발이필요함. 그렇게해야만드론의활용도가증가하며, 해양수산관측, 감시, 조사의실효성이제고될것임 5. 정책건의 드론활용의실효성을위한단계적활용계획수립 이연구를통해드론은해양수산분야에있어서활용가능성이충분히인정되는것으로판단됨. 그러나현단계에서는드론으로모든해양수산분야의관측, 조사, 42) 출발지에서출발하여목적지까지비행, 이착륙하는단계에서모든조종이자동적으로이루어지는항법을의미함. 이장치는목적지에대한자신의상대위치를산출하고, 예정이동경로와의오차를자동적으로보정함. 이장치는방향과고도만유지하는단순한것에서부터속도조절도가능한고도의것에이르기까지다양함. 43) 무선통신시스템중통신거리가드론활용시에가장큰문제임. 드론의각종비행데이터는무선통신에의해지상시스템으로송신되며, 지상시스템에서행하는명령도무선통신을통해드론에송신됨. 따라서무선통신거리에따라드론의운용범위가결정됨.

54 50 드론의해양수산분야활용방안 감시, 관리업무를주도적으로수행할수있는단계는아니라고판단됨 가능한분야및활용가능한종류의드론이있고, 활용하기힘든분야도있음. 현단계에서는드론을주도적으로활용하기가불가능한분야가오히려많음. 따라서현시점에서활용가능한분야와활용가능한드론을구분하고, 가능하더라도주도적활용이가능한분야와보조적활용이가능한분야로구분하며, 아울러드론이용을확대해나가기위한단기, 중기계획의수립이필요함 또한드론활용이요구되는경우에도수요를감안하여수요가적은초기시점에서는다수기관이공동으로운용하고, 수요가증가하는시점에서는단독기관이운용하는등운용단계를구분하여드론이용의실효성을높여나가야할것임. 장기적으로는 R&D 사업을통해해양수산분야에적합한드론및관련장비등도일체적으로개발해나가야할것임. 이를감안한향후추진계획으로다음을제시함 < 표 4-5> 해양수산분야에있어서드론활용을위한중장기계획 시기 단기 중기 내용 ㅇ현재개발되어있는드론으로사용가능분야선정및활용개시 - 주도적사용가능분야 : 항만개발관련사석량채취, 토공량산정, 개발부지측량, 청항관리, 태풍시피해복구조사및복구비산정, 항만시설관리및감시, 공유수면점사용허가확인 - 보조적사용가능분야 : 제한된지역의해안선변형관측, 제한된지역의양식어장관측, 제한된지역의적조 해파리예찰ㅇ드론운용방식 : 시범실시및제한된범위내실시ㅇ운용주체 - 공공기관위주로활용하되, 수요량을감안하여공동사용방식 ㅇ첨단기술이융합된신형드론의개발시기에맞추어드론의활용분야를확대 - 중소형관측장비의탑재가가능하고, 장기체공이가능한드론출현에부합하는분야로이용을확대 - 수심측량, 해저지형도제작, 적조 해파리예찰범위의확대 ( 지자체간영역타파 ), 무인도서원격감시, 해안선변형관측지역의범위확대ㅇ드론운용방식 : 본격실시ㅇ운용주체 - 국가, 지자체, 민간등으로확대하고, 수요량을감안하여단독사용방식으로전환

55 기술혁신대응해양수산분야현안분석 51 시기 장기 내용 ㅇ드론활용이가능한분야는모두드론활용이이루어지도록해양형드론을개발 - 관측장비의탑재가가능한드론개발 - 수중관측및조사도가능한수중드론을동시에개발하여입체적으로활용ㅇ활용분야 - 양식어류, 해조류의생육상태관찰및작황예측 - 수심측량, 해안선관측범위확대ㅇ추진내용 : 해양수산용드론개발위한 R&D 사업실시 드론의파일럿실시 드론의우선적활용이가능한해양수산분야의업무를선정, 시범사업의실시를추진하도록함. 대상분야는단순한항공촬영및영상의실시간송신으로업무수행이가능한분야를우선적으로선정함 - 국립수산과학원을통해특정해역의특정양식품목을관측하고, 해파리이동경로를파악하기위해고해상도의드론을도입, 활용하도록함 - 국립해양조사원을통해무인도서관측, 국지적해역의해안선측량등을위해해상도가높은카메라를탑재한드론을도입, 활용하도록함 - 그외해양환경관리공단, 지방해양항만청등에도필요하나, 우선적으로위두기관을중심으로시범적으로실시하고그성과를감안하여확대해나가기로함. 이를위해서는시범도입기관에의한드론활용의장단점, 효과등을공유하도록함 - 이와아울러이미드론을활용하고있는측량업체, 항만건설회사등의드론이용현황과실적및효과등을공유해나가도록함 해양수산분야드론연구회발족 1) 내용 해양수산분야에서드론의활용도를촉진시키기위한실효성있는방안을강구하기위해해양수산분야관계기관으로구성된드론연구회를발족시킴

56 52 드론의해양수산분야활용방안 2) 목적 드론에관한일반지식의함양, 최신정보의습득, 드론이용현황파악, 드론의활용분야발굴, 법제도정비방향, 해양수산용드론의개발위한 R&D 사업추진등을검토, 정비함 3) 구성 ㅇ해양수산부기획정책실총괄국별정책과ㅇ관련기관국립해양조사원국립수산과학원한국항만협회해양환경관리공단ㅇ연구기관 학계한국해양연구원한국해양수산개발원ㅇ드론제조업체항공기 드론에의한관측 측량업체 4) 검토내용 ㅇ기존항공기와드론활용의장단점비교ㅇ해양수산부문에있어서드론활용가능분야신규수요대체수요관측방법을드론으로대체가능한지검토ㅇ드론사용시의문제점및기술적 제도적개선방안강구ㅇ드론제조업체판매업체파악ㅇ해외에서의드론의해양분야활용현황조사 발굴및현재의 해양수산관련조사 관측예산증대 저렴하고해상도가높으며신속성이확보되는드론의등장을계기로중기적으로는드론을해양수산부문의조사 관측에본격활용해나가야함. 이를위해먼저가능한부문의조사 관측 감시방법부터드론사용으로전환해나가야함 - 이를위해서는조사 관측 감시예산을증대시켜야함. 종래항공기이용을통 44) 최근일본치바대학 ( 千葉大学 ) 이설립한벤처기업 자율제어시스템연구회 가, NEC, 소니, IHI 등자국기업 85 개사로부터기술과자금지원을받아 2014 년가을부터드론의생산및판매를추진하고있음. 인프라점검및재해현장에서주로활용이예상되고있는데연간최대 200 기를생산하여자국시장및수출을목적으로하고있음.

57 기술혁신대응해양수산분야현안분석 53 한해양수산부문의조사 관측 감시는고비용구조라는인식이지배적이었음. 항공기를이용할경우투입비용대비조사 관측 감시의효과가크지않다는것이암묵적인전제조건으로받아들여져조사 관측 감시예산배정도상대적으로부족한상황이지속되어왔음 - 그러나, 공유수면점사용허가내용의관리감독, 양식어장의생산량 시설파악, 항만개발을위한육상 해저조사, 무인도서의관리, 제한된해안선 ( 조간대 ) 의측량등의부문에있어서는중량이나가는관측장비를탑재하지않고도고해상도의카메라와영상장치만을탑재하여조사 관측이가능한시대가되었음. 이에따라이러한부문부터드론사용으로전환해나가야함 - 현재해양수산부문에서항공관측을위해해경의항공기에의존하는경우가많음. 또한유료항공기를이용하더라도예산제약으로인해대부분 1회사용에불과함. 그러나이제는드론혁명으로인해저렴하고도고해상도의관측방법이출현하고있기때문에현행조사 관측방법및예산제도또한개선시켜나가야함 해양에서의드론안전규정마련 목적 : 무질서한드론이용을사전에방지하고, 프라이버시침해방지, 효율적 표준적인이용및안전운행을촉진하기위한드론운용가이드라인작성 내용 - 해양에서의드론비행방법규정 - 드론관리방법, 관측, 촬영방법, 프라이버시침해방지 - 사고발생시의조치내용 드론의항만내비행금지구역표시 45) 45) 미국 Mapbox 사는드론의비행금지구역을쌍방향지도에정리, 공개하고있음. 지도상의공항, 군사시설, 국립공원은빨간색으로표시하고있음 ( mapbox.com/drone/no-fly/#11/ / ).

58 54 드론의해양수산분야활용방안 - 향후드론이용도의급속한증대가능성에대비하여드론비행이허용되는장소, 시간, 목적등에관한명확한가이드라인을제공할필요가있음. 효율적이고질서있는이용을장려하기위해서는드론비행금지구역을지도로정리하여제공할필요가있음 해양수산용드론기술개발 (R&D) 추진 첫째, 해양수산분야의맞춤형드론개발을추진함. 해양수산관측의경우단순히카메라만설치해도무방한경우도있으나, 관측장비를탑재해야하는경우가많음. 따라서드론에의한해양관측의용이화를위해서는관측장비의경량화내지는탑재가가능한중소형드론을개발해나가야함. 또한관측장비와드론을결합한새로운융합기술의개발도필요함 둘째, 수중로봇의개발도추진할필요가있음. 양식어장의관리가내실화되기위해서는수중에서의관측이필요함. 상공에서의관측은해면관측에주안점이있기때문에정확한생산량관측이이루어지기위해서는해상및해중의입체적인관측이동반되어야함. 이는해난사고시의구난, 수색등을위해서도필요함 셋째, 해양수산관측용드론과연계한수중관측장비의개발사업은관련정부부처가공동으로추진해나가야함. 현재기재부와미래창조과학부는민간무인항공기실용화기술개발사업 ( ) 46) 을추진중에있음. 이사업에해양수산용드론및수중관측장비의개발사업을포함시켜시너지효과가창출되도록해나가야할것임 46) 동사업의용도는해양감시와촬영, 농약살포, 환자수송등에활용하여안전관리체계구축및사고예방에초점을맞추고있음.

59 기술혁신대응해양수산분야현안분석 55 < 참고문헌 > 국토해양부, 국내최초민간무인항공기실용화기술개발추진, 국토교통부 한국건설교통기술평가원, 상업용민간무인항공기보급기반구축기획최종보고서, 국토해양부 한국교통연구원, 경량항공기및초경량비행장치산업활성화를위한제도개선및발전방안연구, 위광제 김덕인 김태훈, Technical Note 최신측량기술을이용한해안선조사와측량, 대한측량협회, 측량 ( 월호, 통권 105호 ), 이남수, 양식어장의드론활용방안에관한연구, 한국해양수산개발원수산업관측센터계간 수산관측리뷰, Vol 1. No. 1, 이인수 강지훈 이길재, 초경량무인항공기성능고도화및운영관리시스템개발, 대한지적공사공간정보연구원, 이인수 김수정 서갑숙, 영상응용지적도개발및활용 (3차년도), 대한지적공사공간정보연구원, 이현직 구대성 박찬호, 고해상도디지털항공사진을이용한국가기본도고도화방안, 한국자연공간정보학회지, 제18권제1호, , 쪽. 정수현 김완구 김시박 문인, 항공기의세계시장동향과전망, 한국항공우주학회 2013년도춘계학술대회, , 쪽. 航空機国際共同開発促進基金, 無人航空機システム- 無人化技術が実現する新たなフロンティア-, 航空機国際共同開発促進基金, 日本における小型無人機の利用概況, IRS Global, 확대되는무인항공기 ( 드론 ) 기술 / 시장전망과최근개발동향, KB투자증권투자정보팀, 이슈브리핑드론 ( 무인기, UAV), 日本農林水産航空協會, 機種別仕樣一覽, AUVSI, The Economic Impact of Unmanned Aircraft Systems Integration in the

60 56 드론의해양수산분야활용방안 United States, Glennon J. Harrison, Unmanned Aircraft Systems(UAS): Manufacturing Trends(CRS Report for Congress), Congressional Research Service, Teal Group, World Unmanned Aerial Vehicle Systems: Market Profile and Forecast, The Wall Street Journal, Drones Find Fans Among Farmers, Filmmakers, The Wall Street Journal( ) Zak & Enzo, What is The Hardware Revolution, Upverter, October 08, 항공정보통신포탈시스템, Aeronautics Ltd., Aerovironment, Inc., Aeryon Labs, DARPA(Defence Advanced Research Projects Agency), DDN Japan, DIY DRONES, Geo3D Photo Scan, Gizmodo, Mapbox, Market Research Media, Slashgear, Thalesgroup, Wave Robotics Inc., WIRED, Yamaha Motor Co.,