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융합연구리뷰
ISSN : 2465-8456

군집 비행 시스템의 동장 원리 / 무인비행체 개발 동향

군집 비행 시스템의 동장 원리 / 무인비행체 개발 동향

2020_융합연구리뷰_4월호.pdf(8.34MB) 발간일 : 2020-04-06 저자 : 문성태 / 이현범, 김표진

군집 비행 시스템의 동작 원리와 발전 방향

지난 2018년 평창 동계올림픽 개막식 당시 밤하늘에 스노우보더가 지나가고 오륜기 형상을 그려내었던 드론쇼를 통해 수많은 사람들이 여러 대의 드론을 활용한 기술과 군무 예술의 융합에 감탄하였다. 이러한 퍼포먼스가 가능했던 것은, 다수의 드론을 정확한 시간에 정밀히 계산된 위치로의 이동을 가능케 했던 군집 비행 기술이 있었기 때문이다.  

이에, 본 호 1부에서는 2000년대 초기에 등장하여 불과 20년이 안되는 매우 짧은 개발 역사를 가진 군집 비행 기술에 대해 알아보았다. 군집 로봇 공학(Swarm Robotics)은 생명체의 군집행위를 모방하여 개별 로봇이 주변 로봇 및 환경과 상호작용하여 사용자가 원하는 임무를 수행하도록 군집 단위로 로봇을 제어하는 것을 목표로 한다. 실내에서의 군집 비행을 위해서는 대표적으로 모션캡쳐 기술을 통해 각 드론의 위치를 측정·인식하며, 실외에서는 RTK-GPS라는 기술을 통해 GPS보다 정밀한 위치 측정을 가능케 한다.  

본 호 1부를 통해 여러 대의 드론을 활용한 군집 비행 시스템 동작 원리를 간략히 알아보았다. 드론쇼와 같은 예술 문화 산업에서의 적용을 넘어, 사회 안전망 구축, 농업, 측량 등 다양한 분야에서 군집 비행 드론을 활용한 데이터 수집, 단시간 내 결과물 창출 등이 가능해 보인다. 군집 비행 기술은 다양한 핵심 기술들이 어우러져야 비로소 이룩할 수 있는 시스템이기에 다양한 분야의 전문가들이 오픈 마인드로 협업할 수 있는 환경이 자리 잡을 수 있기를 기대해 본다.  

무인비행체 개발 동향  

드론은 원래 조종사 없이 무선전파의 유도에 의해 비행 및 조종이 가능한 비행 플랫폼으로, 고정익 비행기나 회전익 모양의 무인 항공기(Unmanned Aerial Vehicle)를 모두 포함하는 개념이다. 과거 군수 및 취미용 제품 위주의 드론은 기술의 발전으로 인해 이제 촬영, 정밀지도 작성, 물류, 건설, 통신망, 에너지 등 수많은 분야에서 점차 그 활용도가 확장되고 있으며, 동시에 사람이 조종하지 않아도 입력된 목적을 위해 비행하는 인공지능 기반 자율비행 드론이 개발 중이다.  

이에, 본 호 2부에서는 자율비행 드론의 시장 동향과 시스템 구성 및 핵심 기술에 대해 알아보았다. 현재 가장 적극적으로 자율비행 드론을 활용하고 있는 분야는 물류/배달 분야로, 지난 2015년 미국 아마존에서 드론 배달 시험 서비스를 시작한 이후 많은 나라에서 관련 서비스를 개발하고 있다. 다만, 소형의 동적 장애물을 인지하여 회피하기 힘들다는 점과 위치추정 오차 등으로 인해 주면 사물과 충돌 후 추락 가능성에 대한 대비가 아직은 미흡하여 일부 지역에 국한되어 이용되고 있다.  

본 호 2부를 통해 관련 기술의 지속적인 발전으로, 단점이 빠르게 상쇄되고 있는 최신 드론 기술에 대해 알아보았다. 앞으로 필연적으로 다가올 드론 시대(Drone Age)로의 이행을 위해 장기적 안목에서 체계적인 준비가 필요해 보이며, 특히, 개인용 비행체, 드론 에어쇼, 재난현장 탐사를 위한 탐사 드론 등 고부가가치 창출이 가능한 분야의 핵심 기술 개발 및 확보를 통한 시장 창출을 기대해 본다.