드론의상용화, 매스마켓가능할까 군수산업에서시작된드론이최근민간시장으로빠르게확대되고있다. 카메라와센서등탁월한감지능력과신속한이동성을갖춘드론은운송, 보안, 감시, 관측등여러분야에서활용이기대된다. 맞춤형제작, 실내이동, AI 를통한자동화및협력시스템에힘입어미래에는다양한성능과형태의드론이등장할전망이다. 성낙환책임연구원 nakhwans@lgeri.com 인터넷, GPS, 마우스, 전자레인지, 탄소섬유의공통점은? 일반대기업이나대학연구소가아닌군 ( 軍 ) 에서처음개발되었다는점이다. 똑똑한음성인식서비스로사람들을놀라게한애플시리 (SIRI) 도, 개발과정을거슬러올라가보면 DARPA( 미국방위고등연구계획국 ) 의인공지능프로젝트 CALO 가시발점이었다. 이처럼군기술이민간영역으로확산, 전이되는 Spin-off 사례들은우리주위에서쉽게찾아볼수있다. 최근이슈가되고있는드론 (Drone) 도그렇다. 드론, 즉사람이기체에타지않고원격으로조종하는무인항공기 (UAV, Unmanned Aerial Vehicle) 는군사용으로처음개발되어정찰, 감시, 폭격임무를지금까지수행해왔는데, 앞으로민간시장에서상업적용도로널리활용될전망이다. 실제로영화및예능촬영이나중요행사의보안강화를위해드론을도입하는사례가늘어나는추세이다. 특히작년 12 월아마존이발표한 Prime Air는드론대중화의기폭제가되고있다. 드론이최대 5파운드 ( 약 2.3kg) 무게의짐을싣고최장 10마일 (16km) 떨어진지역에물품을배송한다는계획으로, 아마존은향후 5년내도입을목표로하고있다. 여기에서는미래상업화드론의활용가능성을중심으로발전방향과한계에대 해살펴본다. 군사무기로서의드론최초의 UAV 는지금으로부터거의백년전인 1916 년군인출신과학자 Archibald Low의 'Aerial Target' 프로젝트에서시작되었다. 무기를실은비행체가원격으로날아가서적을타격한다는원리로, 사람이탈필요가없는무인비행을목표로개발되었다. 이처럼비행조종사교육에필요한시간과비용을줄이고, 조종사안전을위한부가장치가필요없으며, 조종석공간을활용하여무기나연료를대신탑재할수있는장점때문에공군은오래전부터 UAV 개발에노력해왔다. 한편드론이란단어가처음등장한것은 1930년대다. 방산전문가 Steven Zaloga 의주장에따르면대공포사격용연습물체로개발된 DH 82B Queen Bee에서비슷한단어인드론이란단어가유래되었다고한다. 이때까지드론은원격조종의한계로실제전장에참여하기보다는교육및훈련용도로사용되었다. 이후많은발전과개량을통해 1982 년이스라엘의레바논침공시실전에처음투입되어상대기지를정찰하는데큰역할을수행하였다. 전장에서드론의효율성이입증되면서각국군대는앞다투어드론을개발하고있는데, 대표적으로 LG Business Insight 2014 2 26 23
세계드론시장은 2013 년약 50 억달러로추정되며이중 90% 이상을군사용드론이차지하고있다. 미군의경우아프가니스탄, 파키스탄, 예멘등 분쟁지역의군사작전에미군의피해를줄이기 위한목적으로드론사용을늘리는추세이다. 드론시장도군분야가주축을이루고있 다. 미국방산전문컨설팅업체 Teal Group 의 전망에따르면세계드론시장은 2013 년약 50 억달러로이중 90% 이상을군사용드론이차 지하고있다. MQ-1 프레데터 (Predator), MQ-9 리퍼 (Reaper) 같은대당수십 ~ 수백억 원의무장드론부터 RQ-11 레이븐 (Raven) 같 은대당수천만원선의소형정찰드론까지크 기와종류가다양하다. 민간시장으로서 RC(Remote Control) 헬기같이취미활동용 드론에대한수요도있지만규모나가격, 대중 들의관심측면에서아직군용시장과비교하기 어려운상황이다. 가격, 편의성향상으로민수용드론시장부상 군용드론이주류인현재상황에서드론의민 간활용이주목받는이유는무엇일까? 우선 가격이낮아지면서대중의접근이용이해졌기 자동이착륙, 자동복귀, GPS 좌표에의한자동비행기능을탑재한 3D Robotics 의 3DR IRIS 가격은약 750 달러에불과 때문이다. 미 IT 전문잡지인 Wired의전편집장이면서 Long tail 의저자로유명한크리스앤더슨은드론대중화에앞장서고있는대표적인물이다. 그가 2009년설립한드론전문업체 3D Robotics 의 3DR IRIS 드론가격은자동이착륙, 자동복귀, 입력된 GPS 좌표로자동비행하는기능을탑재하고도약 750달러에불과하다. 또헬리캠으로유명한 DJI의드론 S1000 은약 4,000 달러로비싼편이지만입문용제품 Phantom 은약 700달러정도로가격부담이적다. 더나아가개인오락, 취미용으로제작된 Parrot 의 AR Drone 은가격이 300달러에도못미친다. 이처럼성능이나기능을조금낮춰프리미엄스마트폰가격보다도싼범용드론제품의출시가이어지고있다. 사용자들의드론활용및관리도쉬워지고있다. 드론비행방식으로최근각광받는멀티콥터 (Multicopter) 를예로들어보자. 다수프로펠러를지닌멀티콥터는수직이착륙과호버링 (Hovering, 정지비행 ) 이가능하면서도, 구조가간단하여유지보수가쉬운장점이있다. 로터 ( 날개 ) 의각도를조종하여움직이는헬리콥터와달리멀티콥터는각각의프로펠러회전수를이용해방향을전환하기때문에구조가단순하고수리도쉽다. 엔진대신전기모터를사용하는개인소형드론의경우이러한장점이더욱부각되는편이다. 또자이로센서와가속도계를통해바람이부는곳에서도수평을스스로유지하기때문에조종도쉽다. Parrot 의 AR Drone 2.0 이나 DJI의 Phantom2 의경우 24 LG Business Insight 2014 2 26
프리미엄스마트폰가격보다도싼범용드론제품의출시가이어지고있다. 스마트폰으로드론이촬영한영상을보거나직접조종하는경우도가능하다. 드론의키워드 : Mobility, Sensing 그렇다면드론은어떠한용도로우리생활에사용될수있을까? 먼저군용드론의연장선상에서드론의민간활용범위를유추해볼수있다. 위험한적지에서정찰및공격임무를수행하듯이사람이접근하기힘든특정지역을관리감시하는것이다. 보다구체적으로날아서이동할수있고 (Mobility) 센서와카메라를통해사물을감지할수있는 (Sensing) 드론의장점에따라나눠생각해볼수있다. 우선드론은날수있기때문에이동성이뛰어나다. 교통체증이심각하거나도로가험난해도공중을통해신속한이동이가능하다. 아마존의 Prime Air도드론의이동성을극대화하여배송지연을최소화하기위한목적에서계획된것이다. 마찬가지로세계적물류운송업체인 DHL 이나 UPS도드론에관심을보이고있다. 독일 DHL 은 2013 년 12월 Paketkopter 드론을통해강건너지역에물품배송시연을하였는데, 접근이어려운지역에긴급화물수송시활용을검토중이다. UPS의경우드론이소비자에게직접배송하는아마존과달리물류센터와센터간운송에드론을고려하고있다. 긴급한상황일수록드론이더욱효과적인데이스라엘의스타트업기업 Urban Aeronautics 는응급환자를빠르게수송하기위한구급차드론 AirMule 을개발중에있다. 한편드론은사 회인프라가미흡한개도국에서더욱가치를발휘할수있다. 일례로미국의스타트업기업 Matternet 은도로가부족한신흥국오지에의약품, 구호물품을전달하는드론을개발하고있다. 이를확대하여 Matternet 은개도국에거대드론물류망을구축할계획이다. 또드론은자유롭고신속하게이동하면서탑재된카메라나센서를통해원격감시를할수있다. 조난자수색, 산불감시, 교통위반단속, 우범지역및국경지역감시같은공공목적으로활용도가높다. 일례로소치동계올림픽에서안보문제가부각되자러시아정부는 10대이상의드론을띄워보안을강화하였다. 특히주변환경이위험하고순찰범위가넓으며도로도갖춰지지않은지역일수록드론의감시능력은빛난다. 석유메이저업체 BP의경우알래스카 North Slope의송유관파손여부를점검하는데드론을사용할계획이다. 알래스카의강풍과추위에도별상관없고휴식도필요없는드론은송유관감시의적임자라할수있다. 한편과학탐지및지도제작같은연구목적으로도드론의센싱능력을활 스마트폰을통해촬영화면을보거나조종할수있는 DJI 의 Phantom2 LG Business Insight 2014 2 26 25
축구공처럼드론을외피로둘러쌓아외부충격에도안정적으로자세를유지하는 Gimball 드론이개발중이다. 손바닥크기의 MiniDrone 본체를접어작은가방에넣어다닐수있는 Pocket Drone 외피로둘러쌓아외부충격에도안정적인 Gimball 드론 용할수있다. 기상관측무인기로유명한 Aerosonde 는온도, 기압, 습도, 바람, 화학생물학적관측이가능한드론으로서사람이접근하기힘든허리케인중심부근의데이터를수집하는데사용되고있다. 드론의발전방향 : DIY, Indoor, Autonomy, Cooperation 드론의용도를기존의운송, 보안, 감시같이잘알려진분야에꼭한정지을필요는없다. 민수시장에서드론은이제시작단계로실생활에서어떻게활용되고어디까지쓰일지아무도모르기때문이다. 특히다음의몇가지속성은드론의미래민간활용폭을확대시키는중요요인이다. 먼저사용목적과환경을반영하여다양한형 태의맞춤형드론을사용자가직접제작할수있는장점이있다. 즉드론의 DIY(Do It Yourself) 제작이가능하다. 크리스앤더슨의 3D Robotics 도 DIY Drones 이란인터넷커뮤니티에서부터시작되 었다. DIY Drones 사이트에서는손수제작한다양한드론들을구경할수있을뿐아니라기판, GPS, 센서같은요소부품이나멀티콥터키트등을판매하여드론자체제작을돕고있다. 또크리스앤더슨은오픈하드웨어플랫폼인아두이노 (Arduino) 를기반으로드론을제작하여사람들의참여를높이는상황이다. 이외에종이비행기드론 PowerUp 3.0 도 DIY 특징을잘보여준사례이다. 사용자가직접접은종이비행기에모터, 배터리, 프로펠러, 통신칩등이탑재된구동모듈을간단히부착하면누구나쉽게소형드론을제작하고블루투스연결을통해스마트폰으로드론을원격조종할수있다. 초기진입장벽이다소높은전문화된 RC 취미활동에서벗어나드론의대중화가진행중이다. 드론의소형화로활동범위가야외에서실내로확장되고있다. CES 2014 에서 Parrot 은 AR Drone 크기의 1/10 인 MiniDrone 을발표해화제가되었다. MiniDrone 은주머니속에넣어다닐정도로크기가작고바퀴를부착할경우바닥이나벽을타면서돌아다니는것도가능하다. AirDroids의 Pocket Drone의경우본체를접으면작은가방에들어갈정도로크기가작고무게도 1파운드 ( 약 450g) 밖에안된다. 물론좁은실내에서사용할경우장애물에부딪혀추락하거나회전하는프로펠러에사람이상처를입는문제가발생할가능성이높다. 이러한문제를해결하기위해스위스로잔대학인공지능로봇연구소에서는축구공처럼 26 LG Business Insight 2014 2 26
드론은단순작업의자동화뿐아니라여러대드론의협력을통한보다복잡한일의처리도가능하다. 드론을외피로둘러쌓아외부충격에도안정적으로자세를유지하는 Gimball 드론을개발중에있다. 충돌이외에소음, 통신장애같은문제가해결될경우 MIT Senseable City 연구실의캠퍼스드론길안내서비스 Skycall 처럼실내와실외를자유롭게오가는드론을볼수있을전망이다. 로봇의한종류로서드론은미리 GPS 좌표를입력하거나명령을입력하면특정작업을자동으로처리하는장점도있다. 현재기술수준으로는사람의개입이없는완전한무인비행이불가능하지만자동이착륙, 자동복귀같은제한된상황의특정비행형태는가능하다. 스포츠나여행을즐기는사람이자신의모습을공중에서촬영하기위한목적으로개발중인 AirDroids 의 Pocket Drone의경우사람이드론을조종하지않아도, 구글맵을통해이동경로를미리입력하면드론이자동으로따라다니면서촬영을한다. 3D Robotics 가개발중인농업용드론도또다른자동화사례이다. 3D Robotics 에서는드론이농약을뿌릴때모든농지에균일하게살포하지않고, 농작물의적외선사진을분석하여농약이필요한지역에만선별적으로농약을뿌리는드론시스템을개발중에있다. 드론과주변사물간또는다수의드론들간에협업하는사례도생각해볼수있다. 르노가최근공개한컨셉트카 KWID는소형 SUV 차량으로지붕에 Flying Companion 이라고불리는드론을탑재하고있다. Flying Companion 은차량주변을돌면서도로상황과장애물을알려주고주행경로를미리탐색하여보여준다. 또차량내태블릿을이용해탑승자가수동으로조종할수도있다. 단어뜻대로 하늘을나는 르노 KWID 컨셉트카의 Flying Companion 동료 로서운전도우미역할을수행하는것이다. 한편 UPS 재단교수 Vijay Kumar는여러대의드론이함께협업하는연구를진행중이다. TED 강연에서그는다수의드론이협력하여무거운물건을나르거나블록을조립하고여러악기를동시에연주하는실험을선보여주목을받았다. 각각의드론은단순작업을수행하지만, 서버의 AI 시스템하에협력하면스마트하고복잡한작업을처리할수있는것이다. 실제로스웨덴의 Electrolux는미래청소시스템으로서다수의초소형드론이협력하여집안을돌아다니면서청소하는 Map의개념을제시한적이있다. 충돌, 추락, 프라이버시, 해킹문제해결필요상업화드론의잠재적활용가능성은크지만아직넘어야할산이많다. 우선외부물체와충돌하여드론이추락할경우피해가발생할수있다. 실제로작년가을미국맨하튼에서는드론이고층건물에부딪혀행인가운데떨어지는사건이있었다. 다행히큰인명피해는없었지만 TCAS(Traffic Collision Avoidance LG Business Insight 2014 2 26 27
드론상용화에앞서드론의사용면허, 운용시간및지역, 활용목적, 표준규격등에관한포괄적인제도마련이필요하다. System) 같은공중충돌감지및회피시스템을갖추지못한개인용드론이늘어날경우대도시내드론관련사고가자주일어날가능성이높다. 드론추락에의한물리적피해이외에프라이버시침해나해킹과같은문제도크다. 카메라가탑재된소형드론이주위에늘어날수록모르는사이에자신의일거수일투족이감시당하는사례가발생할수있다. 이러한우려때문에미국콜로라도의한작은도시에서는드론을총으로쏴서떨어뜨리는드론사냥면허도등장하였다. 또해킹에의해드론이중간에납치되거나파괴당하는일도발생할수있다. 실제로 Samy Kamkar라는해커는 AR Drone 2.0의통신망을뚫고원래주인대신해커가드론을임의로조종하는방법을공개한적이있다. 최악의경우드론이테러무기로사용되어사회를혼란에빠뜨릴수도있다. 산적한문제들을해결하기위해서는정부의역할이중요하다. 드론상용화에앞서사용면허, 운용시간및지역, 활용목적, 표준규격등에관한포괄적인제도준비가필요하다. 하지만아직까지민간드론사용에대한체계적제도는부족한상황이다. 국제민간항공기구 (ICAO, International Civil Aviation Organization) 의국제협약에따라비행허가를통해특정제한지역에서일시적비행만을허용하는상황이다. 미국의경우취미활동용소형드론에한하여공항인접지역이외의 400피트이내상 공에서제한된비행만을허가하고있을뿐이다. 이에미국연방항공청 (FAA, Federal Aviation Administration) 의경우 Civil/ Public UAS(Unmanned Air System) 로드맵을발표하고 2015 년까지상업화드론법안을마련할예정이다. 또 FAA는작년 12월드론시험비행장 6곳을선정하여드론상용화를위한본격적인준비에들어갔다. 앞서봤듯이다양한용도의드론이등장하고있다. 뉴욕타임즈는 2013 년올해의단어중하나로드론을선정하였으며, 우리나라가 2013 년발표한제6차산업기술혁신계획에서도미래성장동력의하나로무인항공기시스템을포함시키고있다. 그러나드론의매스마켓이어디에서나타날지예측하기는아직쉽지않다. 만약저렴한셀카드론이나개인용방범순찰드론이대중화되어 '1인 1드론 ' 시대가된다고상상해보자. 누구나쉽게스마트폰에앱을깔아개인용드론을조종하여공중에서멋진구도로경치혹은셀카를촬영하고길안내를받을수있을것이다. 또어두운귀갓길에조명을비추거나주변을순찰하여보안을높일수도있다. 운동을즐기는사람이라면개인도우미로서가벼운운동장비를나르고잃어버린골프공을찾거나자신의멋진모습을촬영할수도있다. 드론이대중화되면이러한생활모습의변화뿐아니라전자, IT, 유통, 서비스등관련산업에미치는파급력도상상이상일것이다. www.lgeri.com 28 LG Business Insight 2014 2 26