수공양용드론으로 시작하는
해양에서의 4차 산업혁명

이 용 국
한국해양과학기술원
안전방위연구본부장

최근 해양공간에서의 조사, 관측에 이용되고 있는 대부분의 장비는 무인화, 자동화된 이동체로 발전되고, 관측 목적에 따라 센서가 각각 또는 조합된 형태로 장착되는 추세이다. 이는 무인 이동체 운용안정성의 중요성이 공중, 수상 그리고 수중인 3차원 공간에서 기인된 결과라 할 수 있다. 특히, 무인화, 자동화 되고 있는 대부분의 이동체(Platform, Vehicle)는 수중, 수상 그리고 공중에서 운영될 수 있는 각각의 안정한 이동체 시스템으로 UUV(Unmanned Underwater Vehicle), USV (Unmanned Surface Vehicle) 그리고 UAV(Unmanned Air Vehicle)로 분류된다. 이동체가 적용되는 공간에 따라 다양한 센서와 그 응용과 목적에 부합되는 해양관측장비가 연구, 개발되고 있다.

기존의 공중 이동체로서의 민수용 드론은 항공촬영, 농약살포 등의 그 활용분야가 일부에 치우쳐 있고, 군용 드론의 경우도 정찰, 감시 및 공중표적 등의 목적으로 이용되고 있다. 해양에서의 센서 탑재체인 공중 이동체 드론은 항공촬영 등에 의한 적조 예찰에 활용되고 있으나, 비행시간의 제약, 특히 장비이상에 의한 해상에서의 사고 등에 따른 불확실성으로 그 이용이 제한적이다. 안정성의 확보와 장시간 비행이 가능한 공중 이동체로서의 새로운 개념의 무인이동체 개발이 시급하게 이루어져야 한다. 그 중 글로벌 무인 해양시스템 시장에서 선도적인 시장맞춤형 무인이동체 개발은 IT와 연관성이 매우 높은 분야이다. 상대적으로 경쟁력이 높은 우리나라의 경우 매우 유리할 뿐만이 아니라 파급 및 환류 효과가 크다. 공중의 원격제어가 가능한 드론과 방수, 방압 및 이동 장치가 장착된 수상시스템, 이동체에 장착된 부력엔진 등을 이용한 수중 이동과 운용이 가능한 ‘수공양용드론’의 개발은 드론, 인공지능으로 대표되는 4차 산업혁명의 결정체라 할 수 있다. 즉, 영상정보, 연속적인 해양공간에서의 시·공간적인 자료 축적은 정보가치로서 빅데이터 구축의 새로운 전기를 마련하게 될 것이다.

특히, 수공양용드론 개발은 기계적인 분야와 해양환경 및 기상환경 등이 고려된 운영시스템의 병행 개발로 다양한 과학적 기반의 예측 및 분석 기술에 대한 파급효과가 클 것이다. 드론 개발에는 여러 분야에서의 기술융합을 통한 개발환경 조성이 선행되어야 한다. 해양환경의 다양한 관측을 위한 ‘수공양용드론’은 자료획득과 정보화 그리고 빅데이터 활용기술, 정보의 서비스 제공 기술 등의 관측 네트워크 기반의 거대한 응용분야로서 4차 산업의 대표적인 기술개발 분야이다.

현재 세계적으로 상용화된 수공양용드론은 발표되지 않았으나, 여러 나라에서 다양한 개념을 적용한 시제 모델을 연구, 개발하고 있다. 미국의 존스홉킨스 대학의 경우 장기간 해수중의 부식 극복과 수압 극복을 위한 CRACUNS(Corrosion Resistance Aerial Covert Unmanned Nautical System), 미해군연구소의 빠른 공중 이동과 수상착륙 및 수중이동이 가능한 Flimmer, 럿거스대학의 Navigator, 오클랜드 대학의 부력엔진에 의한 수중 잠수가 가능한 Looncopter 그리고 영국 Imerial College의 물분사 방식의 수상 이륙이 가능한 AquaMAV 고정익 무인기 등 다양한 초기 모델들에 대한 여러 연구가 진행되고 있다.

우리나라의 경우 한국해양과학기술원에서 2016년 수중 부력체와 공중이동체인 드론의 원리를 결합한 수공양용드론의 1차 운용시제를 개발하였다. 그 이후 무인 이동체 최적 선형설계, 방수 및 방압, 공중과 수중 통신, 자율비행 및 자동 운항기술 등의 관련 연구를 계속 진행하고 있다.

여러 나라에서 공중, 수상 및 수중에서의 수공양용 무인 이동체 발전 추세는 향후 수년 내에 크게 진전할 것이며, 상업용 모델 개발이 완료될 것으로 예측된다. 우리나라의 경우도 관련 정부부처에서 정책적인 지원은 물론 해양에서의 무인 이동체인 ‘수공양용드론’과 공중 이동체 드론을 포함하는 무인기 운용에 관한 관련 제도의 합리적인 정비가 필요하다. 또한, 향후 운용에 대비한 무인기 조종사 양성을 위한 교육 프로그램 등의 수립 되어야 하고, 관계 정부 부처의 적극적이고 합리적인 정책 지원이 필요할 것이다.