드론(Drone), 지금 어디까지 왔나?
사전에 나온 드론(drone)의 정의는 명사로는 "낮게 웅웅 거리는 소리", 동사로는 "웅웅 거리는 소리를 내다"이다. "Drone"이라는 고유명사로 쓰인 것은 군사 기술에서 유래했다고 한다. 케임브리지 사전에 애초 등재된 정의도 "탑승 조종자 없이 지상으로부터 제어되는, 폭탄 투하나 감시에 사용되는 비행체"이다. 그러다 민간 상업용으로 확대되면서 5년 전쯤 "취미생활에 쓰이는 비행체"는 정의가 추가됐다. 드론은 한마디로 "날아다니는 로봇"이다. 용도에 따라 군사용과 민수용 두 종류로 나뉜다. 현존하는 드론의 90%가 군사용이다.
코로나가 바꿔놓은 것은 사회적 관계뿐만이 아니다. 코로나가 드론의 대중화를 앞당기고 있다. 지금과는 비교할 수 없을 정도로 보다 멀리, 그리고 보다 오랫동안 비행할 수 있는 형태로 드론이 진화하고 있다. 코로나 사태가 터지기 전만 해도 드론의 앞날은 그리 밝지만은 않았다. 구글이나 아마존 같은 글로벌 기업들이 시장에 뛰어들고 기술적으로도 많은 발전이 있었지만, 각종 규제 및 실용성 면에서 풀어야 할 숙제가 너무 많았기 때문이다.
규제의 경우 테러 위협이나 안전 문제 때문에 배달 지역 및 항로가 제한적이었고, 실용성의 경우도 한정된 왕복 거리 및 적재 무게 때문에 한계를 보였던 것이 사실이다. 그런데 코로나 사태가 발생하면서 완전히 달라졌다. 사람과 사람 간의 접촉이 금지되고, 도시와 도시 간 이동이 봉쇄되면서 드론이 유일한 배송 시스템으로 여겨지게 된 것이다. 하지만 문제가 있다. 현재 사용 중인 드론은 가벼운 화물만 운송이 가능하고, 가까운 거리만 배송이 가능하다는 점이다. 또한 수직 이착륙에는 능하지만, 장거리 고속 비행은 어렵다는 단점도 갖고 있다. 현상황에서 상업용 드론의 개발 현황은 어떠한지, 그리고 앞으로 우리가 극복해야 할 과제가 무엇인지를 중심으로 알아보자.
일본 홋카이도 아사히카와시, 드론 약 배달 실증실험 진행
지난 7월, 일본 홋카이도 아사히카와시에서 드론을 활용한 약(Medicine) 배달 실증실험을 진행했다. 코로나의 영향으로 온라인으로 진료를 하고, 의사가 처방한 약을 드론으로 배달하는 콘셉트이다. 진료에서 약 배달까지 모두 비대면 진행한 것은 일본에서는 처음 있는 일이다. 온라인으로 진료를 받는다고 해도, 약국에서 감염 가능성이 있기 때문이다. 드론을 통한 이번 실증 실험은 고량자와 노약자의 감염 가능성을 낮출 수 있을 것으로 기대하고 있다.
출처 : https://www.itmedia.co.jp/news/articles/2008/05/news137.html나가노현 이나시에서도 드론을 사용하여 산간 마을에 식료품을 배달하는 서비스를 시작했다. 드론은 식료품 등 최대 5kg을 픽업해서 7km 떨어진 지점까지 자율 비행한다. 시내와 떨어진 산간 마을에 살고, 매일 쇼핑이 어려운 노인분들을 지원한다. 드론 사업은 통신사업자 KDDI에서 제공한다. 드론은 자율 비행과 원격 제어로 조정되고, 사고 등의 위험을 고려하여 하천 위에서 이동한다. 오전 11시까지 주문받은 상품을 당일 저녁까지 배달한다. 상품과 배송비용은 케이블 TV 이용료와 합산하여 계좌 이체로 지불할 수 있기 때문에 결제도 손쉽다. 드론으로 옮길 수 없는 크기의 제품은 별도의 배송업체를 활용할 수도 있다. 이후 주민센터에서 자택까지는 자원봉사분들이 무료로 배송해주는 프로그램도 제공한다.
출처 : https://www.itmedia.co.jp/news/articles/2008/05/news137.html한국, 지자체를 중심으로 드론 서비스 모델 개발
전라남도는 ‘주소 기반 드론 배달 서비스 타당성 분석 및 운항 시험사업’ 연구 용역 착수보고회를 갖고 서비스 모델 개발에 본격 나섰다. 이번 연구용역은 왕복거리 20㎞, 탑재 중량 10㎏ 이하의 전남형 드론 배달 서비스 모델을 개발해 도서지역 주민들의 물품 배송 불편을 해소하고, 드론 운영비용 등 경제성을 분석해 향후 서비스 운영과 마케팅 전략 수립을 위해 마련됐다. ‘주소 기반 드론 배달 서비스 타당성 분석 및 운항 시험사업’은 국책 연구기관인 한국전자통신연구원이 수행하며 국비 1억 2천만 원이 투입된다. 운항 시험은 고흥군 상·하화도 등 드론이 이착륙할 수 있는 거점과 중계점, 배달점 등 32곳을 대상으로 진행될 계획이다.
그동안 전라남도는 행정안전부의 주소체계 고도화 및 4차 산업 창출 사업에 매년 응모해 지난 2018년 ‘드론 배달점 모델 개발 사업’과 지난해 ‘주소 기반 드론 배달 시험운항 사업’에 선정돼 전파장애 및 장애물 조사, 자율비행 테스트 등을 마친 바 있다. 이에 따라 전라남도는 도서지역 지형상 섬과 섬 사이의 강한 바람과 순간 돌풍으로 시험운항에 참여한 드론으로는 어렵다고 판단, 올해 새로운 기체를 투입할 예정이다. 또한 완도군에 드론 배달점 30곳을 추가 설치해 드론 배달 인프라를 확대하고, 오는 2022년까지 반복 시범운영으로 안전성을 확보해 2023년부터 본격적으로 운영할 방침이다.
출처 : http://jdrone.or.kr/미국은 구글과 아마존이 기술개발과 사업을 주도
2019 년 4 월, 구글/알파벳의 자회사인 윙(Wing)은 시험 비행을 위한 미연방 항공 당국의 승인을 받은 최초의 배달 드론을 만든 회사이다. 소형 항공기와 동일한 인증을 받은 것이다. 같은 해 10 월 윙(Wing은) 미국 소매 업체 월그린(Walgreens)과 함께 드론 배송을 진행했다. 미국 인구의 80%가 5 마일 내에서 월그린(Walgreens)을 이용할 수 있을 정도로 많은 점포를 운영하고 있어서 앞으로 드론을 통해 미국 전역에 다양한 제품을 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 윙 드론은 미국뿐만 아니라, 호주와 핀란드에서도 테스트 중이다.
출처 : https://news.walgreens.com/our-stories/the-skys-no-longer-the-limit.htm아마존도 드론 배송 서비스를 테스트하기 위해 미연방 항공 당국으로부터 윙(Wing)사와 동일한 권한을 따냈다. 아마존은 2013년부터 드론 사업에 많은 투자를 해왔으며, 2019 년 6 월에는 6 개의 프로펠러가 장착된 새로운 배송 드론을 공개했다. 이 드론은 수직으로 이착륙할 수 있고, 열과 초음파와 같은 다양한 센서의 데이터 조합을 사용하여 자율적으로 경로를 탐색하고 자동 운행한다. 2.3kg의 배송물을 최대 15 마일까지 운송할 수 있다.
출처 : amazon re:MARS드론 기술이 급속도로 발전한 이유는 무엇인가?
가장 큰 이유는 재료와 소재의 혁명이다. 휴대전화에 사용되는 소형 경량 배터리가 나오면서 무게를 대폭으로 줄일 수 있었다. 드론 택배가 현실적으로 작동하기 위해서는 첫 번째 가벼워야 하고, 공중에서 흔들리거나, 바람으로 인해 드론 형태가 바뀌거나 방향이 바뀌면 안 된다. 최근 탄소 섬유가 나오면서 공중에 떠 있어도 진동을 잡아서 드론이 뜰 수 있고, 제어할 수 있게 되었다. 10년 전만 해도 매우 비쌌는데 지금은 파격적인 수준으로 가격이 떨어졌다. 또한 프로펠러를 돌리는 모터의 효율과 내구성을 높이는 기술이 개발되었다. 아울러, 비행에 필요한 항법 센서도 손톱 크기만큼 작아졌고, 가격도 싸졌다. 여기에, 레이저 커팅 같은 가공기술 또한 발달하면서 원하는 모양을 만들 수 있게 되었다. 이런 모든 기술발전이 현재의 드론을 만들었다. 여기에 모두가 알듯이, 카메라, GPS도 소형화되고 스마트폰에 들어가는 각종 기술도 모두 드론에 적용되면서, 드론 기술이 급성장하게 된 것이다.
출처 : 위즈윙의 큐브70과 교육세트드론 배송은 정말로 안전한가?
안전문제는 두 가지 관점에서 바라봐야 한다. 사고 없이 안전하게 목적지까지 배송할 수 있을지와, 배송하는 상품이 아무런 문제 없이 고객에게 전달되는지 두 가지 측면을 모두 봐야 한다. 여기서 가장 중요한 것은 고객이 물건을 받을 때의 안전이다. 드론이 착륙할 지점에 다가가면 지면을 탐색해 고객이 설치한 이동식 드론 패드를 찾아서 착륙한 뒤, 물건을 내려놓고 당시 이륙하는 프로세스이므로 드론 착륙 시 발생할 수 있는 사고를 막을 수 있도록 조치하고 있다.
물론 드론의 도착 예정시간과 배송 완료 시간을 사전에 고객에게 자동으로 알려서, 밖에서 기다릴 필요도 없고, 배송 즉시 물건을 수령할 수 있도록 준비했다. 물론 아직까지는 모든 드론 배송이 완벽하게 진행되는 것은 아니다. 만약 고객이 물건을 받을 수 있는 곳에 없거나 착륙 지점이 여의치 않거나 사람이나 동물이 착륙을 방해하면 드론은 배송을 취소하고 배송 센터로 돌아가야 한다. 아울러, 비행하는 동안 드론은 수많은 장애물을 만난다. 새들을 만날 수도 있고 공장 굴뚝에 가로막힐 수도 있다. 바람에도 취약하다. 이러한 것을 인식하고 학습할 수 있는 인공지능이 있어야만 실질적으로 배송 드론 시스템이 완성된다. 스스로 다양한 상황을 분석하고 대응해야 하는 자율 비행 능력이 있어야 한다는 것이다.
건물 사이에서 불어오는 돌풍 이른바 "빌딩풍"으로 드론이 오작동하거나 GPS 신호가 교란되면 건물에 충돌할 수도 있고 사람이나 지나가는 차 위로 떨어질 수도 있다. 드론 추락은 프로펠러 때문에 대형사고로 이어질 수 있다. 빨리 돌 때는 6000 RPM (엔진이 1분에 6000번 도는 것) 정도인데 자동차 엔진이 빨리 돌 때 속도와 같다. 드론 프로펠러는 아주 얇고 단단해 거의 칼날이라고 보면 된다. 이게 떨어지면 부딪히는 게 아니라 베이는 것이다. 드론이 프로펠러 때문에 각종 안전사고에 노출되는 경우가 있으니 매우 조심해야 한다. 사람이 많이 모여 있는 곳에서 드론을 띄우면 안 된다는 규정이 있는 것도 이 때문이다.
출처 : SMITHSONIANMAG.COM드론 기술에서도 가장 중요한 건 알고리즘
최근에는 GPS가 안되는 실내에서도 사용이 가능한 드론이 개발되고 있다. 실내뿐만 아니라 GPS 사용이 어려운 산속 같은 곳에서도 드론 사용이 가능하다는 것인데, 어디를 따라가면 되는지 스스로 판단한다. 딥러닝 기술이 여기에 쓰인다. 현재까지의 기술 수준은 사람이 걷다가 나무 뒤로 사라졌다 다시 나오더라도 놓치지 않을 정도라고 한다. 나무 뒤에 숨으면 대상을 놓쳐야 하는데 하늘에 떠 있다가 사람이 나오면 다시 따라 나오는 정도로 기술이 발전된 것이다.
결국, 사람의 움직임을 다양하게 학습하고 가능한 많은 시뮬레이션을 통해 확률적으로 이때쯤 움직일 것이라고 스스로 깨닫고 학습해 나가는 것이다. 결국 이러한 기술을 고도화하기 위해서는 알고리즘을 이해하고 개발하는 능력이 있어야 한다. 단순히 드론을 하늘에 띄우고, 조정하는 것이 핵심 기술과 능력이 아니다. 알고리즘 즉 AI 기술을 얼마나 활용하는지가 핵심이다. 아울러, 장애물이나 주변 환경을 얼마나 정확하게 인식하는 센서 기술도 중요하다. 드론의 성능은 결국 프로펠러나 모터에서는 큰 차이는 없고 결국 센서와 인식 기술에서 가장 큰 차이를 만들어 낸다. 그러다 보니, 드론을 혼자 개발하는 것은 불가능하며, 여러 관련 전문가들과의 협업이 점점 더 중요해질 것이다. 4차 산업시대에 창의력뿐만 아니라, 공감능력과 협업능력이 중요하다고 하는 이유가 여기에 있다.
출처 : 뉴시스전 세계 드론 시장 70%를 차지하는 중국 DJI의 성공 비결은?
현재 드론 시장의 70%를 중국이 점유하고 있다. 그 중심에는 중국 회사인 DJI가 있다. 기술, 규모 등 모든 면에서 미국 기업들까지 압도하고 있다. DJI가 출시하는 신제품의 진화 속도를 놀라울 정도이다. 크기도 갈수록 작아지고, 비행시간도 늘어나고 있다. 최근에 나온 초경량 드론 ‘매빅 미니’는 현재 나온 드론 중 가장 작고(배터리 제외 245g) 한번 충전에 30분 정도(기존 15분) 띄울 수 있다. 프로펠러를 모두 접으면 어른 손바닥 위에 올려놓을 수 있을 정도로, 굉장히 정확한 제어기술을 쓰고 있다고 할 수 있다. 부품이나 제어기술뿐만 아니라 전통적으로 미국, 유럽이 강점을 가진 소프트웨어 기술에서도 DJI가 매우 앞서고 있다는 평가가 대부분이다.
그렇다면 DJI가 급속도로 성장한 비결은 무엇일까? 중국의 스티브 잡스라고 불리는 "프랭크 왕"의 열정과 적극적인 투자, 그의 경영철학이 가장 큰 이유일 것이다. 이 중에서도 가장 눈에 띄는 것은 신제품을 출시 전략이다. 2013년 팬텀 1 이후 팬텀 4까지 엄청난 기술 진보를 보여주었고 불과 6개월 만에 가격은 절반, 성능은 향상된 "매빅 미니"를 내놓았다. 자사 제품이 독점하는 시장에서 시차를 두지 않고, 바로바로 신제품을 출시하는 것은 리스크가 크다. 하지만 이 회사는 이러한 신제품 출시 사이클을 고수한다. 부품 성능도 다른 회사 것들과 비교해 약 20% 우수하다. 실제 DJI 상품을 뜯어보면 거의 애플 제품을 뜯는 듯한 느낌이 난다고 한다. 설계도 세련되고, 디테일도 우수하다는 뜻이다.
또 하나는 이들의 기업문화이다. 실리콘벨리 기업과 같이 내부 팀 간 신제품 경쟁을 유도한다. 앞에서 얘기한 데로 현제 제품이 잘 팔리고 있어도 바로바로 세 제품을 내놓는 이유이기도 하다. 그리고 해고가 상대적으로 자유로운 편이다. 이것은 오너의 철학과도 관계가 있겠지만 자본주의와 공산주의가 혼재된 경영철학에서 나온 것이라고 생각된다. 실리콘벨리와 같은 능력주의에 근거한 비교적 자유로운 해고 문화는 직업 안정성에 불안을 느낀 직원들의 경쟁의식을 자극하는 것일 수도 있다.
출처 : DJI / 동아일보드론 택배가 현실적으로 가능할런지? 가능하다면 언제쯤 가능할까?
기술발전과 더불어 각국의 법 규제가 해결되면 수년 내에는 실질적인 드론 택배가 현실화될 것이라는 전망이 많다. 하지만, 그것은 뉴욕, 도쿄, 서울과 같은 대도시에서는 힘들 것이다. 바로 전봇대의 전선이 가장 큰 문제이다. 드론에 탑재된 카메라가 전선을 탐지하기는 매우 어렵다. 카메라 센서 성능이 그만큼 따라오지 못하기 때문이다. 사람 눈동자는 주변 환경을 파노라마로 인식하지만 카메라는 해상도와 화면 크기에 제한을 받는다. 데이터베이스(DB) 작업도 힘들어서 전봇대가 어디에 얼마나 있는지 현황 파악하기도 쉽지 않다. 그러다 보니 드론이 날아가다가 걸릴 수밖에 없고, 어두운 밤이나 날씨가 좋지 않을 경우에는 식별이 어렵다.
군사용 드론처럼 사람이 직접 원격 조정하는 방법도 있겠지만, 수천 대의 드론을 동시에 운영할 경우, 그 비용을 감당하기 어려울 것이다. 이 경우, 차라리 사람이 직접 배송하는 것이 낫다. 아울러, 드론이 자율비행을 하려면 GPS 기반의 위치 설정이 가능해야 한다. 그런데 서울 같은 도심에서는 고층건물도 많기 때문에 GPS가 잘 되지 않는다. 졸은 골목이나, 지하에서는 내비게이션이 먹통이 되는 것과 같다.
따라서 현재의 기술력과 트렌드로 봤을 때, 도시에서 드론 택배는 어려워 보이고, 미국과 캐나다와 같은 주택환경을 가지고 있거나, 이동이 쉽지 않은 섬이나, 외진 지역 그리고 코로나 사태 등으로 인해 사람이 직접 배송이 어려운 조건에서 당장 상용화 가능한 것이 현실이다.
출처 : https://www.suasnews.com/아마존은 왜 드론 배송을 적극적으로 추진하려 하는가?
아마존은 드론 배송이 가능한 상품 무게를 2.3kg 이하로 정했다. 이는 아마존 구매 데이터에 근거한 결정이다. 아마존은 프라임 고객에게 매일 발송되는 패키지 가운데 2.3kg 이하가 75 ~ 90%를 차지한다고 밝혔다. 아마존 발송하는 소형 패키지의 상당수가 소규모라는 의미이다. 문제는 이러한 소규모 상품을 배달하는 비용이 비용이 만만치 않다는 점이다. 연 119달러의 아마존 프라임 가입자에게는 일부 제품에 대해 당일 무료배송을 하고 있지만, 프라임에 미가입자의 경우, 당일 배송 9.98달러, 다음날 배송 5.99 달러의 비용이 청구된다. 이러한 비용은 아마존뿐만 아니라, 배송을 위탁받은 페덱스 같은 업체의 수익성에도 부정적인 영향을 미친다.
아마존이 드론을 포함한 자율 비행 배송에 초점을 두는 것도 소규모 상품에 대한 부담을 줄이고자 함이다.
특히 미국과 같이 넓은 지역에 배송을 할 경우, 소규모 상품 배송을 줄이면 전체 비용을 절감할 수 있다고 본다. 실제로 아마존 드론 배송이 기존 배송료보다 훨씬 저렴한 것이라는 주장도 있다. 2015년에 조사한 아크 인베스트는 5.99달러에 이르는 아마존 익일 배송 비용과 비교해 30분 안에 제품을 배달하는 드론 배송은 1/6 가격인 1달러로 추정했다. 향후 온라인 주문 시장이 더욱더 활성화될 것으로 예측되는 상황에서, 아마존 입장에서는 기존 배송 방법 이외의 새로운 물류 혁신이 절실한 과제일 것이다.
출처 : PrimeAir Amazon상업용 드론을 개발하는 또 다른 목적은?
아마존·구글·마이크로소프트(MS) 등 세계 클라우드 서비스 시장을 주도하는 정보기술(IT) 기업들은 세계 곳곳에 대형 데이터센터를 두고 있다. 문제는 방대한 빅데이터들이 쌓이는 이 시설 운영에 들어가는 전기와 기계 열을 식히는 데 엄청난 양의 물이 소모된다는 점이다. 미 경제주간지 포천에 따르면 지난 2014년 한 해에 미국 데이터센터들이 사용한 전기는 700억kWh로, 이는 당시 미국의 640만 가정의 전기 사용량과 같은 규모였다. 게다가 데이터센터가 들어선 마을의 주민들은 전자파와 냉각수에서 나오는 오염물질 피해를 걱정해야 한다. 아마존, 구글 정도의 물리적 인프라를 갖춘 기업이라면 친환경 에너지 사용을 장려해야 하는 사회적 책임이 있다.
이런 관점에서 보면, 아마존과 구글 같은 기업이 단순히 상업성 때문에 드론 배송을 추진하고 있다고 보기는 어렵다. 이들의 또 다른 목표는 배송의 탄소 제로 시대이다. 실제 짧은 거리의 드론 배송이 탄소 배출 저감에 영향을 미칠 수 있다는 것은 이미 많은 연구에서도 확인되고 있다. 아마존은 2030년 모든 배송 상품의 50%에 대한 탄소제로 배송을 실현하겠다는 이니셔티브를 내놓았는데, 이를 실현하기 위해서 드론 배송을 핵심으로 지목하고 있다. 전기로 작동하는 수많은 배송 드론은 화석 연료를 쓰면서 이산화탄소를 배출하는 물류 및 배송 트럭의 운행을 줄일 수 있다는 것이다.
출처 : microsoft게임의 룰 바꿀 수 있을까?
사실, 드론의 사용 씬 중 하나가 사람의 손이 닿기 어려운 곳에서 하는 공중 작업이다. 고압 송전탑, 전봇대, 대형 교량 작업 등에 드론을 활용하면 비교적 손쉽게 작업할 수 있다. 다만, 드론의 가장 큰 한계는 비행시간이다. 현재 기술로는 아무리 좋은 배터리를 사용한다고 해도 30분에서 1시간밖에 날지 못한다. 또한, 드론에 달린 카메라가 보내오는 영상을 보면서 작업하는 일은 쉽지 않다. 난해한 작업이라 작업 시간도 많이 걸릴 것이다.
또한, 날씨와 바람과 같은 예측 불가능하고 통제가 어려운 요소들이 많다는 사실을 잊어서는 안 된다. 바람이 심하게 불더라도 프로펠러만 돌고 드론 자체는 움직이지 않아야 하는데, 현재 기술로는 드론은 바람에 상당히 취약하다. 왜냐하면 프로펠러가 하늘 위를 보고 있는 구조이므로 옆에서 바람이 불면 기울어지거나 비행에 상당한 영향을 받게 된다. 결국, 이 모든 통제 불가능한 환경을 극복하기 위해서는 지금과는 완전히 다른 새로운 형태의 디자인이 나와야 한다는 의견도 있다. 공중 작업을 비교적 수월하게 하는 혁신적인 기술이나, 가상현실을 드론에 도입하는 새로운 시도가 구현되어야만, 중국과 미국의 주도하는 드론 사업의 게임을 룰을 바꿀 수 있을 것이다.
출처 : 파워업유튜브 영상이나, 뉴스 기사를 보면, 화려한 청사진으로 포장된 드론 관련 데모 영상 들을 많이 볼 수 있다. 많은 부분은 기술적인 검토보다는 앞으로의 방향성과 트렌드를 제시하는 것으로 봐야 한다. 극소수이겠지만, 투자를 유치하기 위해 화려한 영상과 디자인을 전면에 내세우는 경우도 있을 것이다. 따라서, 이러한 회사에 투자를 고려하고 있는 경우에는 기본적으로 기술에 대한 충분한 이해가 있어야 한다. 그리고 트렌드와 법적 규제 등에 대한 부분도 충분히 알고 있어야 할 것이다. 당장은 쉽지 않겠지만 드론은 분명 어떤 형태로든 우리의 삶으로 들어올 것이다. 교통 체증이 심한 도로를 벗어나, 하늘을 날아 필요한 물건을 배달하는 그런 날이 올 것이다.
20년 전만 하더라도 사람들이 휴대전화를 가지고 다니면서 본인이 원하는 시간과 장소에서 통화하는 모습을 상상이나 했을까? 당시도 여러 가지 규제와 기술적인 문제로 부정적인 시각과 실용성에 대한 논란이 많았다. 정확한 시점을 알 수 없지만, 변화는 분명 다가온다.
