육·해·공 누비는 '드론 기술'…군사용서 민간으로 확산

육·해·공 누비는 '드론 기술'…군사용서 민간으로 확산

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급속한 기술 진화…무인택배·방송촬영 등 활용범위 넓어

미래사회 무인 기계 대거 등장…기존 일자리 사라질 위기

첨단기술 분야의 아이돌, ‘드론(drone)’

한 남자가 보안구역 앞에서 홍채인식 시스템을 통해 자신의 신원을 증명한다. 안으로 들어선 그는 허공에 여러 파일 영상들을 띄운 후 손을 휘저으며 필요한 정보를 찾아낸다. 수많은 차량들이 운전자 없이 도로를 질주하지만 서로 충돌하는 일은 없다. 바로 지난 2002년 개봉된 영화 ‘마이너리티 리포트’에서 보여진 2054년 미래사회의 모습이다. 과거에는 상상으로만 가능했지만 이제는 공간정보(GIS: Geographic Information System) 기술, 사물인터넷(IoT·Internet of Things) 기술 등 다양한 첨단기술의 융합을 통해 실제 구현이 가능해지고 있다. 그런데 영화 속에서 유난히 이목을 끌던 아이템 하나가 있다. 범인을 쫓던 경찰이 건물 안으로 들여보내 범인 수색에 활용하던 작은 비행체, 바로 ‘드론(Drone)’이다.
영화 속에서의 드론은 매우 신기하고 흥미로운 첨단기술 중 하나일 뿐이지만 실제 대테러전과 같은 군사작전 상황에서는 공포 그 자체다. 조용하고 은밀하게 적진으로 날아들어 막대한 타격을 입히고 유유히 사라지는 유령과도 같은 존재이기 때문이다. 최근 첨단 기술 분야에서 가장 주목 받는 이슈를 꼽자면 역시 드론, 빅데이터, 스마트워치, 3차원(3D) 프린터 정도일 것이다.

얼마 전 전자박람회인 컴덱스쇼 CES2015에서 드론은 그 어떤 기술보다 많은 사람들의 주목을 받았다. 드론을 상업적 목적으로 활용하기 위해 관련 법규와 규정에 대한 논의도 본격화되고 있다. 방송에서는 사람이 직접 가서 촬영하기 어려운 장소를 촬영해야 하는 경우에 헬리캠 대신 드론을 이용하기 시작한 지 이미 오래 되었다. 또한 최대 인터넷 서적 쇼핑몰인 아마존은 최근 드론을 활용한 무인 택배 서비스를 추진하고 있다. 인공위성을 이용해 위치를 확인하는 위성항법시스템(GPS) 기술과 공간정보통신(GIS) 기술을 활용한 드론을 통해 고객들에게 서류, 책, 피자 등을 배달한다는 계획이다.

육·해·공 누비는 '드론 기술'…군사용서 민간으로 확산

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“드론, 넌 누구냐?”

일반적으로 드론(drone)이란 무선전파로 조정하는 비행기나 헬리콥터 모양의 무인 비행체를 의미한다. 초기에는 각종 미사일 사격연습에서 표적물의 역할을 수행했고, 기술발전에 따라 적진에 침투하여 정찰 및 감시기능을 수행하는 방향으로 진화했다. 최근에는 미사일 등의 무기들을 장착하여 필요 시 적들을 공격하는 데 활용되기도 한다. 드론의 크기와 기능은 매우 다양하다. 그 활용 목적에 따라 대형 비행체부터 초소형 비행체까지 각양각색의 모델들이 개발되고 있다. 위험한 재난지역이나 화산지역, 원전 사고지역 등 사람들이 접근하기 어려운 곳에 드론을 투입하여 정보수집 활동을 펼치기도 한다. 또한 개인의 취미활동용으로 개발된 드론도 큰 인기를 모으고 있다. 특히 최근에는 수송 목적의 움직임이 증가하는 등 드론의 활용범위가 날로 넓어져가고 있다. 우리나라에는 무선조정 항공기나 헬리콥터 등의 레저용 모델들이 1970년대부터 도입되기 시작했다. 방공포 발칸이나 미사일의 표적기로 무선조정 항공기를 사용하기도 했으며 지난 2010년 이후부터는 점차 대중화되고 있는 추세다.

미군은 최근 아프칸전이나 중동전에서 무인 항공기(UAV: unmanned Aerial Vehicle / Uninhabited Aerial Vehicle)를 활용하여 그 뛰어난 작전능력을 확인했다. 우리 군에서도 공군과 육군에 UAV를 도입하여 운용하고 있다. 드론은 꿀벌, 개미의 수컷을 칭하는데, ‘붕붕거리며 날아다닌다’는 의미에서 ‘드론’이라고 명명했다고도 한다. 과거에 드론은 무인항공기의 대부분을 지칭했지만 지금은 쿼더콥터를 드론으로 새롭게 정의하기도 한다. 실내용과 실외용으로 분리하여 사용하고 있으며, 카메라 기능도 매우 발달하여 HD급 촬영부터 최근 4K영상까지 촬영 가능한 상용 드론까지 등장했다. 여기에 다양한 목적과 기능의 센서와 기기를 장착하여 지도 제작, 물품 수송, 긴급재난 정보수집 등에 사용되기도 한다.

군사용으로 개발된 기술이 엉뚱한 결과를 낳은 사례가 종종 발생한다. 소련의 핵 공격에 대비해 개발된 분산 처리기술이 인터넷으로 민간에게 공개되어 인류의 삶을 송두리째 바꿔놓았다. 본래 드론도 군사 목적으로 개발되었다. 대전차 미사일 등으로 중무장한 무인 항공기는 ‘킬러 드론(Killer Drone)’으로 불린다. 이런 드론들은 이라크 전쟁 등 여러 실전에 투입되기도 했다. 육식동물, 포식자를 뜻하는 ‘프레데터(Predator)’로 불리는 RQ-1 드론은 1980년대 美 국방부 펜타곤 내 국방위고등연구계획국(DARPA)이 개발한 군사용 무인 항공기다.

지난 1984년 DARPA는 장기체공 정찰용 드론인 ‘앰버(Amber)’ 프로그램을 진행했다. 초기에는 각종 센서를 이용한 감시 목적의 무인정찰기로 개발되었지만 지난 2001년 아프가니스탄에서 미 중앙정보국(CIA)이 대전차 미사일 헬파이어로 탈레반과 알카에다를 공격하는 데 활용하면서 그 기능과 역할이 더욱 확대되고 있다.


지난 2013년 국군의 날 서울 세종대로에서 펼쳐진 시가행진에서는 우리의 최신예 장비인 ‘견마로봇’이 일반인들에게 최초로 공개되었다. 다리가 네 개 달린 개나 말처럼 바퀴로 자유자재로 움직이며 원격조종도 가능한 첨단장비다. 전투지역에서 주야간 감시, 정찰, 지뢰 탐지, 물자 수송 등 다목적 전투병 역할을 담당한다. ‘땅 위의 드론’이라고 볼 수도 있다.

견마로봇은 인간을 대신하여 군사작전을 수행하거나 보조역할을 펼치는 군사용 지능형 로봇으로 개발되었다. 국방과학연구소(ADD)는 2006년 11월부터 6년간 국방로봇인 ‘네트워크 기반 견마로봇’의 연구개발을 추진해왔다. ADD는 이미 2005년에 국방로봇 기술시범과제를 통해 자율주행기술을 일부 확보했고, 한국전자통신연구원(ETRI)은 와이브로 통신기반의 원격제어기술의 개발을 담당했다. 그 외에도 3개의 국가출연연구소, 5개의 방산 대기업, 12개의 로봇 중소기업 등이 모든 기술력을 동원해 연구개발을 진행했다. 육군은 2013년에 감시정찰과 수색용 무인로봇의 소요를 제기했고, 공군은 2014년 말부터 기지 방호에 활용이 가능한지 확인하는 시범사업을 추진하고 있다. 우리 군은 견마로봇 개발 경험과 축적된 기술을 바탕으로 미래 전투로봇 제작에 박차를 가하고 있다. 이르면 오는 2020년대 초반, 현장에 투입된 국방 지상로봇을 확인할 수 있을 것으로 예상된다.

우리 국방부의 ‘2015년 업무계획’에는 첨단 정보통신기술(ICT: Information & Communication Technology)을 적용한 신무기 개발로 군사력을 혁신한다는 내용이 담겨 있다. 가장 이목을 끄는 대목은 우리 병사들을 대신해 전장을 뛰어다니는 무인 전투로봇과 미래 전투병사 체계 개발이다. 국방부는 전투로봇의 개발 이유에 대해 ‘과거와 달리 전장이 도시로 바뀌고 있기 때문’이라고 설명한다. 특히 관측과 통신이 어렵고, 장애 요인이 많은 시가전에서는 첨단기술을 적용한 전투로봇의 투입이 효과적이란 것이다.

도심지 건물의 감시 및 투시 기능, 비살상 무기 등을 장착하는 것을 검토하고 있다. 미래 전투병사 체계 또한 2020년대에 모습을 드러낼 전망이다. 무기·군복·휴대품에 군의 전술네트워크를 연동시킨 효율적인 임무수행 시스템으로, 첨단 전자 통신장비와 센서·무기·방호장비 등이 결합해 병사의 능력을 극대화한다고 한다. 기존에는 각기 다른 역할을 여러 전투원들이 나눠 맡아야 했지만, 이 새로운 체계에서는 단 한 명의 병사가 모든 임무를 수행해낼 수 있다.

오래전부터 선진국들은 국가 지능형 로봇기술을 선도하는 정책으로 ‘국방로봇 연구개발’을 추진해왔다. 미국은 지난 2003년 중동전에 로봇을 투입해 효과적인 전투결과를 확인했고, 미 육군은 ‘미래전투체계의 3분의 1에 해당하는 플랫폼을 무인화한다’는 법에 따라 2002년부터 본격적인 국방로봇 연구개발을 진행하고 있다. 세계 각국은 미래 전투병사 체계 개발 분야에서 치열하게 경쟁하고 있다. ‘2014 세계방산시장 연감’에 따르면 시장규모는 853억 달러(92조원)까지 성장할 것으로 전망된다. 미국과 프랑스 등은 미래 전투병사 체계에 대한 시험을 마치고, 이라크와 아프간 등에서 실전 검증까지 진행했다. 우리나라의 경우에는 미래 전투병사체계 개발에 대한 연구가 부족한 상황이다. 개별 장비와 기술들은 부분적으로 갖춰가고 있지만, 종합적인 운용을 위한 사업계획 수립과 체계적인 사업 추진에 박차를 가해야 할 때이다.

해상의 무인 전투선박

미 해군은 지난 2007년 10월 네 종류의 무인 전투선박을 선보였다. 3m 길이에 카메라가 장착된 ‘X-클래스’는 정찰용으로 그 모습은 ‘제트스키 로봇’과 비슷했다. 무인 전함은 7m 길이로 잠수 기능과 장착된 중화기가 특징이다. 11m짜리의 가장 큰 무인전함 모델은 적진 침투 및 특공대 수송, 정찰 등을 수행하며 중화기 및 어뢰가 장착되어 있다. 최대 속도는 35노트이며 48시간 연속 항해가 가능해 대테러 작전 및 비정규 전투, 잠수함 수색 등 다양한 활동에 투입되고 있다.

최근 위의 무인 전투선박보다 발전된 모델들도 속속 모습을 드러내고 있다. ‘수중 드론’으로 불리는 ‘레무스(Remus) 600’이 바로 그것이다. 레무스와 로물루스는 로마의 전설적인 건국자들로 전해지는 쌍둥이 형제다. 양치기들과 농민들의 우두머리가 된 로물루스와 레무스 형제는 로마 건설 과정에서 여러 이견이 발생한 데다 누가 왕이 될 것인지 결정하기 어려워지며 둘 사이가 벌어지기 시작했다. 결국 형제는 분할 통치를 결정하고 로물루스는 팔라티누스 언덕에, 레무스는 아벤티누스 언덕에 각각 세력기반을 두었다. 하지만 얼마 후 로물루스가 설치한 세력권 경계를 레무스가 뛰어넘으며 다시 싸움이 벌어졌다. 결국 레무스는 “넘어오는 자는 누구든 그 자리에서 죽음을 당할 것”이라고 선포했던 로물루스에게 죽임을 당했다. 무인 전투선박인 ‘레무스 600’의 의미가 ‘누구든 선을 넘으면 죽임을 당한다’는 의미로 명명된 것으로 추정된다.

미 해군은 2018년까지 잠수함 추적 선박인 ‘무인선(drone ship)’을 개발해 실전 배치한다는 목표를 세웠다. 미 국방부 산하 방위고등연구계획국(DARPA)이 개발을 주도하는 이 무인선은 길이가 약 132피트(약 40m)로 수천 마일 밖에서도 적의 잠수함을 탐지할 수 있다. 무인선의 운용 비용은 약 2000만 달러에 불과해 수십억 달러가 드는 유인 함정에 비해 훨씬 경제적이기까지 하다. 이 수중 드론의 개발은 과거 미국항공모함의 훈련을 중국 잠수함이 따라 다니며 감시했던 것에 대한 대응책으로 진행되었다고 한다.

항공분야의 ‘원조 드론’

역시 드론의 원조는 항공분야라고 할 수 있다. 군사적 용도 외 다양한 민간 분야에서도 활용되고 있으며, 무인 비행기 기체에 사람이 타지 않고 지상에서 원격으로 조종한다는 점에서 무인항공기(UAV)라는 표현으로도 쓰인다. 현재 군사적으로는 정찰·감시와 대잠 공격의 용도로 주로 사용된다. 용도에 따라 표적드론(Target Drone), 정찰드론(Reconnaissance Drone, RQ) 또는 감시드론(Surveillance Drone), 다목적 드론(Multi-roles drone, MQ) 등으로 구분된다. 표적드론에는 1950년대 제작된 라이언 파이어비(Ryan Firebee), 감시드론에는 핵무기활동 감시용으로 1998년 도입인 글로벌 호크(Global Hawk, RQ-4), 정찰과 공격이 가능한 드론(MQ)에는 중형급인 프레데터(Predator, MQ-1)와 대형급인 리퍼(Reaper, MQ-9) 등이 있다.

드론 탄생 배경을 살펴보면 세계 2차 대전 직후 수명을 다한 낡은 유인 항공기를 공중 표적용 무인기로 재활용하는 과정에서 기획되어 개발되었다. 냉전시대에는 적진에 투입되어 정찰 및 정보수집 임무를 수행했다. 이후 원격탐지장치, 위성제어장치 등 최첨단 장비를 갖추고 사람이 접근하기 힘든 곳이나 위험지역 등에 투입되어 정보를 수집하거나 특수 임무를 수행하고 있다. 군사적으로는 공격용 무기를 장착하여 지상군 대신 적을 공격하는 공격기의 기능으로 활용된다.

몇 해 전 서해, 동해, 중부지방 등지에서 정체불명의 무인기들이 연이어 발견되었다. 북한의 소행일 것이라는 주장이 제기되었고 바로 안보위협 논란으로 이어졌다. 현재 우리의 레이더 시스템으로는 감지가 쉽지 않고, 소형 무기 탑재까지도 가능하다는 것이다.

하지만 발견된 무인기는 조악한 수준이었다. 더구나 우리 군이 보유한 세계 7위 수준의 무인기에 비하면 현저한 기술격차를 보였다. 그럼에도 논란이 이어지자 국방부는 우리 군이 보유한 무인기 일부를 공개하기에 이른다. 무인 정찰기 ‘송골매’다. 이들 무인기들은 날렵하고 세련된 외양을 갖췄으며 정찰 대상지역에 다다르지 않고서도 영상정보를 수집하거나 신호정보를 탐지할 수 있는 첨단기술을 갖추고 있다. 길이 4.8m, 높이 1.5m, 날개폭 6.4m의 기체를 가진 무인기 ‘송골매’는 시속 150km를 자랑하며 작전 고도인 3km까지 오르면 소리도 거의 들리지 않는다.

조용하고 은밀하게 적진에서의 작전 수행이 가능하다. 또 다른 무인기인 ‘리모아이’는 우리 군이 육군과 해병대의 무인정찰기로 선정한 모델이다. 터치스크린 방식의 지점 이동이 가능하며 10배 줌이 되는 13만 화소 카메라가 장착되었다. 야간 작전을 위한 적외선 카메라(IR) 장착도 가능하다.


구글플렉스의 연구소에서는 무인 자동차를 개발하고 있으며 ‘구글 카(Google Car)’라는 이름으로 불리고 있다. 구글 측은 유명 대학들의 연구팀과 무인 자동차 경주인 그랜드 챌린지 우승자들까지 동원해 사업을 추진하고 있다. 지난 2009년부터 도요타 차량을 무인 자동차로 개조하여 시험주행을 해오고 있으며, AI(Artificial Intelligence) 소프트웨어, 위성위치정보시스템(GPS)과 각종 센서 등을 적용해 발전시키고 있다. 구글 소속 직원들 12명이 실제 무인 자동차를 타고 출퇴근 하고 있다. 실리콘밸리 고속도로에 진입하면 탑승자는 운전대를 놓고, 구글의 무인 자동차 소프트웨어인 ‘구글 쇼퍼(chauffer)’를 작동시키는 방식으로 운행한다.

구글카는 위성항법시스템(GPS)과 공간정보통신시스템(GIS)을 통해 위치와 목적지를 파악해 필요한 정보를 얻어가며 운전대를 스스로 조정한다. 목적지를 설정하고 규정지점(Waypoint) 기준으로 자동운항되는 항공기와 유사한 방식이 적용되었다. 다수의 카메라와 센서, 레이저 레이더 시스템 등을 통해 확보한 도로와 주변 정보를 운행에 적용하며 사물을 탐지하고 충돌을 방지한다. 또한 64개의 빔 레이저로 구성된 시스템을 통해 세부적인 3D 지도를 생성하며 무인 자동차는 이를 조합하여 고해상도의 세계 지도를 만들고, 특수한 데이터 모델을 제공해 무인 자동차가 스스로 운전할 수 있도록 한다.

일각에선 구글의 무인 자동차에 대해 심각한 우려를 표명하고 있다. 첫째, 자동차의 컴퓨터 시스템이 해킹 당할 위험이 높아 안전문제가 있으며, 둘째로 도로와 길이 수시로 바뀌는데 사전 탑재된 지도와 실제 길이 다른 때 사고위험이 높고, 셋째로 교통사고가 인명사고로 이어질 경우 기술문제 등으로 기나긴 법적인 책임공방이 벌어질 것이며, 넷째로 교통경찰의 수신호와 교통신호가 다를 경우 사고위험이 있다는 것이다. 여기에다 졸음운전, 휴대폰 조작 등의 사고위험이 없는 무인 자동차로 인해 사람이 운전하는 자동차의 보험료가 인상될 것이란 주장까지 제기되고 있다.

다수의 전문가들은 무인 자동차의 상용화까지 10년 이상이 소요될 것으로 예측하고 있다. 현재 무인 운전은 고속도로 등 제한된 상황에서만 운용할 수 있는 수준에서 진행되고 있다. 위에서 제기된 문제들을 해결하기 위해 많은 시간과 비용 그리고 인력들이 투입되고 있다. 모든 새로운 기술의 등장 초기에는 여러 한계와 우려사항이 수반된다. 이것은 문제점인 동시에 해결해야 할 과제로 보는 인식의 전환도 필요해 보인다.

공간정보를 활용한 드론의 발전

과거에는 육안으로 확인이 가능한 공간 혹은 전파 도달거리 내에서만 드론의 운행이 가능했다. 하지만 이제는 공간정보통신(GIS) 기술, 위성항법시스템(GPS)과 결합하면서 가시거리 이상을 비행하며 정해진 목적지로의 운행이 가능해졌고 드론을 활용해서 3차원 공간정보 지도도 제작한다.

드론 자신을 기준으로 하여 공간정보를 레퍼런스화 함으로써 이동 가능 공간을 확장시켰기 때문이다. 또한 해상, 육상, 하늘은 물론 해저까지 자유자재로 이동할 수 있게 되었으며, 심지어는 우주공간 속으로 날아가 화성, 금성 같은 외계행성도 탐사할 수 있게 되었다. 이는 공간정보기술의 발달이 수반되지 않았다면 구현이 불가능한 일이다. 미래사회에서 드론은 군사목적 이외에도 물류와 경비, 화재나 지진 등 재난상황에서 다채로운 역할을 수행할 것으로 기대된다. 하지만 동시에 여러 분야의 기존 일자리들이 사라지게 될 수도 있다. 빠르게 진화하는 기술의 발전에 경탄하고 찬사만 보낼 것이 아니라, 드론은 물론 공간정보통신(GIS), 사물인터넷(IoT) 등을 활용한 새로운 사업과 일자리 창출에 우리 모두의 지혜와 관심을 모아야 할 때이다.
김인현 (주)한국공간정보통신 대표