Drone's DIYer

미국 코네티컷주(州)의 한 십대 소년이 권총이 달린 드론을 만들어 미국 당국이 수사에 나섰다고 알려집니다. 이 소년은 자신이 만든 드론(쿼드콥터; quadcopter)에 권총을 장착하였으며, 비행하며 4발의 총을 발사하는 장면이 담긴 동영상을 촬영하여 유튜브에 올렸다는 것입니다.

근래에 미국에서는 드론 비행이 단순한 레저스포츠 단계를 뛰어 넘어 정부주도하에 미래의 새로운 신성장동력으로 키우고 있는 실정에서 문제의 드론의 등장이 비록 사상자는 없지만, 미 전역에서 드론 사용 논란에 불을 짚혔다는 것입니다.

얼마전에는 드론을 이용해서 수 10km 떨어진 병원의 환자를 위한 의약품 배달을 성공적으로 완수하였지만, 테러리스트들이 이렇게 권총과 같은 무기를 장착한 드론을 이용하여 테러에 사용될 수 있으므로 미 군당국은 긴장하는 모양세입니다. 그러나 이 '권총 드론'이 개인 사유지에서 총알이 발사되어 현행법상에 무기를 장착한 드론을 처벌할 수 없다는 것입니다.

현재 미 연방항공국(FAA)와 연방 사법 당국이 형법을 위반하였는지 여부를 조사 중에 있지만, 관련법이 기술 발달의 속도를 따라가지 못하는 것은 분명하다는 것입니다. 앞으로 드론이 우리의 실생활에 어떠한 문명의 이기를 선사할지는 아직 모릅니다.

단순히 인간이 태고적부터 날고자 했던 로망을 드론을 빌어 이루었다는 성취감에서부터 조만간 각 개인을 한 사람씩 수 10m의 고도를 유지하며 싫어나르는 소위 역사상 가장 저렴한 보급형 자가용 드론시대의 출현이 도래할 수도 있다는 것입니다.

이러한 시대가 올바로 안착될 수 있도록 드론을 악용하여 타인의 인명이나 재산을 노리는 테러나 범죄 혹은 개인의 사생활을 캐는 용도로 악용할 소지를 원천차단하는 발빠른 관련법의 제정이 시급하고, 이러한 인프라의 재정비는 편리한 드론시대의 개막을 앞당기게 될 것입니다.

드론(Drone)은 항공법 2조에 의거 '초경량 비행장치(Ultra Light Vehicle)'로 구분되며 연료를 제외한 기체 무게가 12Kg이하이면 [장착엔진이 50cc 이하] 국토교통부에 신고하지 않아도 되며, 비행금지구역이 아니면 고도 150m 이하에서 아무데서나 날릴 수 있습니다. 하지만 비행금지구역에서 사전 허가 없이 드론을 날리면 공무집행방해죄가 적용돼 벌금형에 처해질 수 있습니다. 

촬영 등의 영상기록장치는 갖는 초경량 비행장치를 이용하여 상업적으로 이용하는 경우에는 관할 지방항공청에 사업등록을 마쳐야 하는데, 여기에는 농약 살포나, 영상제작을 위한 공중촬영, 측량과 관측 등의 서비스를 제공하는 사업자 등이며 무등록 상태에서 관련사업을 할 경우 1년 이하의 징역이나 3천만원 이하의 벌금이 부과됩니다.

게다가 국토부는 항공법 시행규칙 제 68조에 따라 아래와 같이 무인비행장치 조종자의 행위를 규제하고 있다. 아래 시행규칙을 어길 경우 최대 200만원의 과태료가 부과됨을 기억해야 합니다.

• 낙하물 투하 행위

• 인구밀집지역이나 사람이 많이 모인 장소 상공에서 인명, 재산에 위험을 초래할 우려가 있는 방법으로 비행하는 행위

• 안개 등으로 목표물을 육안으로 확인할 수 없는 상태에서 비행하는 행위

• 일몰 후부터 일출 전까지 야간에 비행하는 행위

국내에서도 드론(Drone)의 공항 근접 비행이 금지되었다고 알려집니다. 서울지방항공청은 세계 최대 드론 제조업체인 중국 DJI社(http://www.dji.com)와 협력해 국내에 판매되는 이 회사의 제품에 공항 반경 2km 이내에서는 조종자가 드론을 조작해도 기체가 작동되지 않도록 비행차단 프로그램을 설치했다는 것입니다.

DJI社는 취미 및 항공촬영용으로 국내에서 가장 인기 있는 팬텀시리즈 드론을 제작하는 업체로 국내 드론 시장 점유율 1위이자 지난해 점유율 약 80%를 차지하는 업체로 기존에 판매된 제품도 운영 프로그램을 업그레이드할 경우 비행차단 프로그램이 설치되도록 했다고 알려집니다.

따라서 드론 비행이 금지되는 공항은 인천국제공항을 비롯하여 전국의 15개 공항 전체로 서울지방항공청 측은 미국의 경우, 항공기와 드론 근접비행 사례가 9개월간 193회 발생했다며 보안구역인 공항지역 내의 드론을 이용한 항공촬영 등을 원천적으로 방지할 수 있게 됨에 따라 국민들이 안전하게 항공교통을 이용할 수 있도록 하는데 크게 기여할 것으로 기대한다는 것입니다.

뿐만아니라 무인비행장치 판매업체, 관련 동호회, 민간단체(한국모형항공협회), 조종자 등에 대한 안전 및 준법교육을 지속적으로 실시할 계획이라며 민관군 합동 안전지도 등을 통해 드론으로 인한 안전사고 예방과 국민들의 사생활 침해를 사전에 방지토록 하는데 최선을 다하겠다고 밝혔습니다. 게다가 서울항공청은 DJI社 외에 기타 제조업체의 드론에도 공항 인근에서는 비행할 수 없도록 해당 제조업체와 비행차단 프로그램 설치를 지속적으로 협의해 나갈 계획이라고 알려집니다.

사실 드론이 국내에서도 대중화에 힘입어 산이나 들에서 비행하는 모습을 솔찮게 볼 수 있습니다. 하지만 상공에서 타인의 사생활을 촬영하거나 혹여 폭발물을 실고 목표지점으로 돌진하는 등의 테러용으로 사용될 수 있는 가능성이 다분하고, 공항 인근에서 비행하여 항공기 대형 사고를 유발시킬 수 있다는 우려가 충분히 있었다는 것입니다.

뿐만아니라 산이나 들판에서도 조종자의 실수 혹은 기체 결함 등으로 인한 드론 추락사고로 인명이나 재산 피해 가 발생시킬 수 있지만 법적 규제가 마땅치 않고, 기체 손상을 담보하는 등의 보험은 있지만 강제적이라 할 수 없고, 카메라를 장착한 드론이 내 건물이나 토지, 시설 등에 비행하는 경우 이를 막을 규제가 적당치 않다는 것입니다.

최근의 드론은 Flight controller(비행제어기)에 GPS 수신 장치가 있어 소프트웨어적으로 비행 금지 구역을 설정할 수 있지만, GPS 수신 장치가 없는 기체나 자작한 비상업용 드론의 경우는 비행 금지 구역 설정이 근본적으로 불가능합니다. 드론은 전 세계적으로 21세기 신성장동력이자 새로운 레저스포츠이고 매니아들에겐 하늘을 날고자 하는 염원을 담은 분신과도 같을 것입니다. 그러니 과도한 규제가 따르기 이전에 안전하면서도 타인의 프라이버시를 침해하지 않는 레저스포츠로 자리매김할 수 있기를 기대합니다.

아마존 추진하는 야심찬 '드론 배송'이 주소 뿐 아니라 현재 있는 위치로 30분 이내에 직접 배송해주는 방안도 검토하고 있다는 꿈만 같은 얘기입니다. 앞서 아마존은 스마트폰의 위치 추적 시스템(GPS)을 활용해 수취인이 있는 곳으로 곧바로 배송해주는 것을 골자로 하는 드론 배송 관련 특허를 미국에서 취득한 바 있습니다.

사실 아마존이 처음 드론 배송 계획을 공개한 것은 2013년으로 거슬러 올라가며 '아마존 프라임 에어'란 드론 배송 시스템을 선보였고 드론 배송 관련 특허를 취득하며 드론 배송 관련 테스트 작업을 진행함과 동시에 각종 규정 문제 해결에 역량을 쏟아붓고 있다는 것입니다.

아마존이 취득한 드론 배송 특허권은 좀 더 정교하게 할 수 있는 방안을 담은 것으로, 핵심 중 하나는 현재 있는 위치로 배송을 해준다는 점인데, 휴대폰을 비롯한 모바일 기기의 GPS를 활용해 수취인이 있는 곳으로 실시간 제품을 전해준다는 것입니다. 뿐만아니라 배송할 포장의 크기나 유형에 적합한 여러 가지 크기의 드론을 준비하는 방안도 포함돼 있다고 알려집니다.

다음은 공개된 아마존의 드론 배송 특허 중 핵심 내용입니다.

• 배송하는 드론끼리 서로 날씨나 트래픽, 장애물 등 배송 환경에 대한 정보를 실시간으로 업데이트 하는 기술적인 내용과 드론의 기본적인 설계 구조도 명시하였습니다.

• 주소가 아니라 사용자가 현재 있는 위치로 직접 배송할 수 있습니다.

• 배송하는 물건에 따라 각기 다른 크기의 드론이 사용합니다.

• 사람이나 동물을 피해 비행하고 사람이나 동물, 길, 보행로에 따라 경로를 수정할 수 있습니다.

• 배송을 위한 경로 탐색과 착륙 지점을 파악하기 위해 카메라를 포함한 각종 센서를 활용하거나 적외선을 활용할 수 있습니다.

현재 아마존은 드론에 2.3kg 무게의 짐을 싣고 16km 지점까지 물건을 나르는 테스트를 성공하였다고 알려지며, 조종사 없이 자율적으로 작동하며, 착륙시 필요하다면 조종도 가능하고 착륙 데이터도 저장, 다음에 다시 활용할 수 있으며, 드론이 도중에 상품을 내려놓고 배터리를 충전하거나 교환하는 장소도 생긴다는 것입니다.

배달용 드론은 상품에 따라 여러 형태와 크기를 가지게 될 예정인데, 날개가 4개 달린 쿼드콥터 모델뿐 아니라 날개 숫자나 형태 등을 바꾼 다른 모델도 아마존의 배달용 드론이 될 수 있으며, 현재 아마존은 5, 6세대 드론에 이어 차세대 드론도 디자인 중인 것으로 알려졌습니다.

드론 배송이 현실화되기 위해서는 먼저 미국을 포함한 세계 각국 드론 규제부터 해결해야할 것이기에 아마존은 프라임 에어 계획을 발표한 이후 美 연방항공청(FAA) 등을 비롯한 각국 규제당국과 드론 비행에 대한 법적인 문제를 해결하는데 발빠른 움직일을 벌여왔고, 미국보다 항공 관련 규정이 덜 까다로운 캐나다에서 시험 주행을 벌여왔으며 영국 런던에 드론 연구 센터를 세울 계획으로 알려져 있습니다.

아직 FAA는 아마존 상업용 드론 운항에 대해서는 승인하지 않고 있지만, 오바마 정부가 드론 산업이 차세대 성장동력이 될 수 있음을 분명히 하고 있듯이 최근에 美 FAA가 아래의 조건에서 시험운용을 허락하였다는 것입니다. 물론 매달 드론 비행과 관련된 세부 정보를 제출해야하고 드론 디자인을 변경할 때마다 증명서를 다시 발급받아야하지만 말입니다.

• 낮 시간 비행 허용

• 고도 400피트(121.9m) 이내

• 비행기 운항 면허 보유자가 조종 

• 조종자 시야 이내에서만 날릴 것

'우리나라와 같이 건물과 인구가 조밀한 나라에서 드론 배송이 무슨 의미가 있을까? 차라리 스마트폰 어플로 택배나 배달을 시켜 먹지!'라고 생각할 수는 있습니다. 하지만 아마존은 미국 시장만을 바라보는 것이 아니며 전 세계를 시장으로 특허와 각국의 관련 규제를 면밀히 검토하고 있다는 것입니다. 당장은 필요성이 그다지 없어보이지만 언젠가 고층 건물의 옥상에서 도시 농부는 고객이 살고 있는 아파트의 옥상으로 날마다 일일채소를 배달해 주는 날이 오지 말라는 법은 없으니 말입니다.

사람마다 멀티콥터(Multicopter)를 즐기는 방법은 크게 2가지가 있습니다.

● 레저활동으로 다이나믹한 조종비행과 고공촬영을 즐기는 매니아 층

● 멀티콥터를 직접 제작부터 비행까지 취미생활을 영위하는 매니아 층

자신이 단순히 레저활동으로 비행을 즐기고 촬영을 감상하는 매니아 층이라면 Flight Controller(FC)를 포함한 상업용 완전한 기체(RTF)를 구입하여 바로 비행에 나서는 것이 시간을 단축시키는 길입니다. 그러나 Flight Controller의 구성(GPS 등) 및 펌웨어(Firmware) 등을 수정하며 조립과정에서부터 비행까지 직접 관여하며, 프론티어 정신에 비중을 두는 매니아 층이라면 완전한 기체(RTF)보다는 반조립 기체(ARF)에 자신이 직접 제작한 Flight Controller 등을 탑재하길 원할 것입니다.

만일 후자의 경우라면 전자와 다르게 고려해야 될 것이 많이 있습니다. 대부분의 상업용 기체는 Rock solid한 반면에 자작용 기체는 유연하지만 안정성이 떨어질 수 밖에 없다는 것입니다. 'Rock soild'라 함은 제조사에서 무수한 시행착오로 고도로 최적화되어 있어 안정한 비행이 가능하다는 것이고, 후자는 하드웨어적 유연성으로 인해 혹은 여러 부품과의 호환성으로 인해 안정성은 결국 유저 자신의 몫이라는 것입니다.

하지만 후자의 경우 여러 장점도 있습니다. 상업용 기체는 안정성을 담보로 로열티에 대한 댓가를 치루어야 합니다. 즉 비싸다는 것입니다. 그러나 후자는 기체만을 구입하고 Flight Controller 등은 Open source 이기에 저렴하다보니 조립하는 것이 [반드시 그렇지는 않지만] 싸질 수 있다는 것입니다. 자신의 드론(Drone) 제작에 앞서 드론을 정복하기 위해서는 많은 관련지식과 시행착오를 겪어야 하며 때론 추가의 비용과 많은 시간이 걸릴 수도 있다는 것을 기억해야 합니다.

멀티콥터를 제작하려면 우선 Flight Controller를 선택해야 합니다. Open source로는 크게 Multiwill와 APM 시리즈가 있는데 두터운 사용자 층을 고려한다면 Multiwill가 추천되는 추세입니다. 이는 Community가 보다 활성화되어 있어 조립과정 중에 혹은 기체 셋팅 중에 발생할 수 있는 문제를 쉽게 해결할 수 있다는 것입니다. 기타 Open source를 골라야 한다면 원론적으로 메인 칩셋부터 확인해야 할 것입니다. 왜냐면 단적으로 STM시리즈의 마이크로컨트롤러(Microcontroller)에 익숙하지 않다면 수정은 고사하고 코드를 읽기조차 힘들기 때문입니다.

Multiwill은 Community에서 지속적으로 업데이트되고 있으며 포럼에서 많은 도움을 받을 수 있으며 코드의 수정과 업로드하는 과정을 간단화시킨 근래의 아두이노(Arduino) 환경에서 쉽게 개발할 수 있기 때문입니다. 게다가 메인 칩셋은 Atmel사의 칩으로 C언어로 최적화가 잘되는 마이크로컨트롤러로 알려지며 폭넓게 사용되고 사용자 층이 넓기 때문입니다.

어떤 매니아는 ESC조차도 자작을 시도하는데 이 경우를 제외하면 기체는 Brushless 모터를 포함한 프롭과 ESC, 프레임을 모두 갖춘 보급형 퀴드콥터 기체가 입문자로서 적당할 것입니다. F450 ARF 기체는 중국 DJI사(http://www.dji.com) 제작한 쿼드콥터 기체로 그래도 저렴한 편이며, 최근에 많이 보급되어 프레임이 견적으로 이어지면 쉽게 교환할 수 있는 장점이 있습니다.

Phantom 3

또한 F550 ARF는 헥사콥터(엄밀하게 6개의 Arm을 가짐) 기체용이며 DJI사는 자사의 Naza 시리즈 Flight Controller를 탑재하여 Phantom 시리즈로 조립, 발매하고 있습니다. F450 ARF 기체는 Flight Controller와 송/수신기, 밧데리 등은 제외하고 있으며 스펙은 다음과 같습니다.

• Frame Weight(기체 무게) : 282g

• Diagonal Wheelbase(대각선 기체 길이) : 450mm

• Takeoff Weight(이륙 중량) : 800g ~ 1200g

• Propeller : 10 x 4.5inch

• Battery : LiPo(3S 1500mAh ~ 2600mAh)

• Motor : 2212 ~ 2216(stator size)

• ESC : 15A ~ 25A

F450 ARF 기체의 외형

F450 ARF 기체의 구성

About

This firmware designed as a replacement for many commercially available ESC designs based on the AVR MCU. It implements scalar sensor less method to drive Brushless Motor by detecting BEMF zero-crossing instants. The goal of this project is to create firmware most suitable to use in multi-rotors, using cheap and commercially available hardware.

이 펌웨어는 AVR 마이크로콘트롤러(MCU)에 기반을 둔 많은 상업용 ESC의 대체용으로 설계되었습니다. 이것은 BEMF zero-cross 순간을 감지하여 Brushless 모터를 구동하는 Sensorless 방법을 구현하였습니다. 이 프로젝트의 목표는 저렴하고 상업적으로 가능한 멀티로터(Multi-rotor) 기체를 사용하는 데에 가장 적당한 펨웨어를 개발하는 것입니다.

Features:

• Fastest possible power response.

• Up to 4000 steps of resolution.

• Low noise with comparatively high efficiency (Sigma-delta modulator, instead of fixed frequency PWM)

• Linear power response. (completely no "bump" at 100%)

• Jitter-free input PWM measurement without harware assisted input capture.

• Accepts any PWM update rate

• Sync recovery.

• Safe stall detection.

• Complimentary PWM support (AKA: active freewheeling, active rectification)

• Fixed throttle end-points. No need to calibrate. (since version 2.0.9 it is also possible to calibrate end-points using stick programming procedure)

• Automatic oscillator calibration.
  Enhanced PPM filter, preventing accidental motor startup (when FC is rebooted, for example)

• Configurable. The configuration parameters are stored in EEPROM. The Wii-ESC flash tool has visual parameters editor. No more stick programming.

• Modularity. The high-level implementation is separated from actual hardware with HAL layer.

• Portability. The firmware is written in C++, which means it can be easilly ported to different platform.

Supported Hardware:

For complete mapping between targets and real hardware, it is possible to use RapidESC Database. Currently tested targets:

펌웨어와 실제 하드웨어 사이에 완전한 매핑을 위하여 RapidESC 데이타베이스를 사용하는 것이 가능합니다. 현재 검증된 펨웨어는 다음과 같습니다.

• bs.hex

• bs_nfet.hex

• bs40a.hex

• kda.hex

• qynx.hex

• rb50a.hex

• rct30nfs.hex

• rct45nfs.hex

• tgy.hex

• tp.hex

• tp_nfet.hex

다음은 아래의 상업용 HobbyKing BlueSeries 40A(HK40A-bs) ESC에서 APC prop.을 장착하고 원래 출고당시 제품과 SimonK와 Wii-ESC 펌웨어를 탑재하였을 때의 추력 등의 특성을 서로 비교한 데이터입니다.

마지막으로 상업용 ESC에 재프로그램(reflashing)하는 절차입니다.

• Project Wiki

• RCGroups Thread

AVR(Atmel AVR)은 8bit RISC 단일칩(onechip) 마이크로컨트롤러(Microcontroller) 혹은 마이크로컴퓨터(Microcomputer, Micom)로 일반적으로 마이컴이라고 부릅니다. 1996년에 美 Atmel社가 하버드 아키텍처(Harvard architecture)로 수정하여 개발한 구조로 프로그램을 저장하기 위해 타사 마이컴처럼 ROM, EPROM 또는 EEPROM을 사용하지 않고 단일칩 플래시메모리(Flash memory)를 처음 사용하였다고 전해집니다.

AVR 마이컴은 중앙처리장치(CPU)와 소용량 플래시메모리가 하나의 IC에 집적되어 있으며 프로그램과 데이터 영역의 메모리가 분리된 형태로 특수 명령어로 프로그램을 데이터 영역으로 읽어들일 수 있습니다. 마이컴에 프로그램을 탑재하기 위해서는 ISP(in-system programming) 방식으로 Reset을 추가한 SPI 프로토콜로 업로드가 가능합니다.

http://www.atmel.com/

무엇보다도 AVR은 ISP 기능을 통해 매우 저렴하게 개발환경을 구축할 수 있다는 점과 한 cycle에 한 개의 명령(instruction)을 수행하는 파이프 라인 방식으로 연산 속도가 빠르며, 하버드 아키텍처의 특징으로 C언어에서 우수한 성능을 발휘하며 게다가 우수한 각종 컴파일러(Compiler)와 디버거 툴인 AVR Studio를 무료로 제공한다는 특징을 가집니다. 이밖에도 A/D 변환기, PWM, SPI 등의 고기능을 손쉽게 구현할 수 있다는 장점이 있습니다.

AVR은 위와 같은 특징으로 말미암아 대중화되었으며 근래에는 보다 상위개념의 ARM 프로세서가 출시되어 아이폰이나 최신기기에 탑재되지만, 저렴하여 가격대비 성능면에서 우수하여 여전히 중소 규모의 다양한 기기에 여전히 활용되고 있으며, 드론(Drone)이나 기타 RC에 사용되는 장치에는 다른 마이컴인 PIC 보다 처리 속도가 빠르고, 8051 계열보다 자원이 풍부한다는 장점으로 보다 널리 사용되고 있는 실정입니다.

다음은 AVR의 일반적인 특징을 요약하였습니다.

• ISP(In System Programming) 기능이 있어 AVR을 장치에 부착한 상태에서 내부 메모리에 프로그램이 가능합니다.

• RISC 구조로 동일 클럭(clock)으로 동작 시 PIC보다 4배 빠르고, 8051보다 10배 이상 빠릅니다. 예를 들어 1MHz에 1MIPS의 처리 능력이 있어 20MHz로 동작하는 경우 20MIPS의 처리 능력을 가집니다.

• CPU 설계 단계에서 레지스터/메모리/명령어가 C 언어에 적합하도록 설계되어 C 언어를 사용하면 개발 기간을 단축하고 유지 보수가 편리하다는 것입니다.

• 다양한 AVR 제품군이 있어 저가의 적합한 소자의 선정 및 사용이 가능하고 풍부한 저가의 개발 환경 및 응용 기술 자료가 많다는 것입니다.

• SRAM, 통신포트, A/D 변환기, Watchdog, 타이머, PWM, I/O포트 등의 풍부한 내부 장치를 구비하여 외부에 별도로 주변장치를 부착하지 않아도 된다는 것입니다.

드론(Drone, 무인기) 등을 이용한 '무인 택배' 전쟁이 가속화되고 있다고 알려집니다. 아마존닷컴이 무인기 옥토콥터를 이용하여 구매 직후 30분 안에 물건을 배송하겠다고 밝힌 이후, 구글과 종합물류회사 DHL도 '무인택배' 경쟁에 뛰어들었다고 전해집니다. DHL은 최근 드론을 이용해 의약품을 옮기는 배달 테스트에 성공하기도 했고 구글 역시 모든 과정을 무인화한다는 계획이라고 밝혔다는 것입니다.

이러한 무인택배 시스템의 핵심은 무인기로 무인기의 두뇌 역할을 하는 운영체제(OS) 개발은 그 중에서도 핵심일 수 밖에 없는데, 선진국들이 앞다퉈 자신들이 개발한 운영체제로 택배 전쟁을 가열차게 진행하는 가운데, 우리나라 역시 무인항공기에 탑재되는 운영체제를 개발해 화제가 되고 있다고 알려집니다.

ETRI(한국전자통신연구원)는 항공기의 두뇌와 같은 역할을 하는 운영체제 개발에 성공하였고, 이미 국산 무인항공기에 탑재해 시험에도 성공하였으며 개발에 성공한 항공용 실시간 운영체제의 이름을 '큐플러스 에어(Qplus-Air)'라고 명명하였다는 것입니다.

ETRI 측은 항공기 운영체제 개발은 신뢰성과 안전성 보장 측면에서 검증하는 게 어렵고 또한 기존 시스템은 일부 소프트웨어 업그레이드 시에 전체를 교체하는 등 비용과 시간적인 측면에서 문제가 많았지만, 큐플러스 에이를 적용하게 되면 외산 의존성에서 탈피할 수 있게 됨은 물론, 쉽게 시스템 교체도 가능해 상당한 기대효과를 불러일으킬 것이라고 밝힘니다. 특히 세계 최대 방산업체인 록히드 마틴사社도 향후 전투기는 무인 전투기로만 개발될 것이라고 선언한 바 있어 더욱 더 ETRI의 운영체제 개발에 의미가 더해지고 있는 상황이라는 것입니다.

항공 운영체제인 큐플러스 에어를 이용한 무인항공기 시연모습

무인항공기는 근래 세계에서 가장 '뜨거운 감자'로 부상하여 미국이 對 테러 전쟁에서 정찰과 암살용으로 드론을 활용하면서 부각된 무인기는 이제 군사용을 넘어 각종 극지 탐사와 경찰, 상업용으로 저변이 넓어짐과 동시에 다양한 분야에서 활약할 것으로 기대되고 있습니다.

이런 가운데 ETRI는 개발된 운영체제로 '알티스트(대표 손동환)'라는 연구소 기업을 창업하여 본격 상용화 채비에 나섰으며, 이미 검증은 수차례 시험을 통해 진행되었고 지난해 말, 미국 연방항공청의 소프트웨어 안전성 기준 최고 등급인 DO-178B Level A를 획득한 것에 이어 실제 적용에도 성공했다는 것입니다.

ETRI가 개발한 운영체제의 특징은 IMA, 통합모듈구조에 있는데 항공기의 무게와 전력소모를 줄이기 위해 국내 최초로 지원, 무인기나 항공기의 체공시간과 작전반경을 높이는 데 필수적인 차세대 기술로 평가받고 있으며 이미 개발 과정을 통해 국제 특허도 12건 출원했으며, 논문도 14편 발표되었다고 알려집니다.

큐플러스 에어 운영체제(OS)를 적용한 한국항공우주산업(KAI)의 무인비행기 시제품

향후 ETRI는 연구소 기업을 통해 국산 기동헬기인 수리온과 소형무장헬기(LAH)를 비롯한 한국항공우주산업이 생산하는 헬리콥터들에 본 운영체제를 적용할 방침이며, 또 이러한 성공을 바탕으로 항공전자, 무기체계, 원자력 등 안정성이 높이 요구되는 다양한 고신뢰 시스템 적용도 추진중에 있다고 밝혔습니다.

기술개발을 총괄한 ETRI 임베디드SW 연구팀은 통합모듈구조의 실시간 운영체제는 유무인기, 자동차, 우주, 로봇 등과 같은 산업이 점차 전자화, 융복합화 됨에 따라 적용 범위가 넓어지고 있어 국내 산업의 경쟁력을 높이는 데 필수적인 기술이며 해외제품에 의존도가 커서 국방 자립화 측면에서도 국산화가 큰 의미가 있다고 말하며, 한편 실시간 운영체제 올해 세계 시장 규모는 1조3000억으로 추정되고 국내는 무기체계 시장만 300억원 규모로 예상된다고 알려집니다.

X-47B라는 전투용 드론(폭격기)을 미 해군이 항해중인 항공모함에 처음으로 착륙시키는 실험에 성공했다고 알려집니다. 미래에는 조종사가 필요없이 활주로가 놓인 국가의 허락을 받지 않고도 전 세계 어디로든 날아가 작전을 수행할 수 있는 미국의 대(對)테러 전쟁의 패러다임 전환을 의미할 것입니다.

이 항모용 드론은 약 225㎞를 날아 항해 중인 항공모함 활주로에 순조롭게 안착했는데 항모에 착륙하는 것은 이륙보다도 일반 전투기 조종사들도 수년간의 훈련이 필요할 정도로 가장 까다로운 기술로 평가되며 그 이유는 활주로 길이가 짧고 항모 엔진으로 인해 항모 주변 기류가 매우 유동적이기 때문이라고 설명합니다.

미국이 이처럼 항모용 드론에 집착하는 것은 지상기지를 사용하는 다른 드론과 달리 인근 해상에 항공모함에서 이륙하여 투입할 수 있어 작전 범위가 거의 무한대로 늘기 때문으로 전 세계의 국지전을 커버할 수 있기 때문이라고 알려집니다. 기존의 지상 활주로를 사용하는 것은 해당 국가의 까다로운 승인 절차와 이로인한 상당한 시간이 소요되고 정치적으로 논란이 많이 발생시킬 수 있는데 항모에서 드론을 출격시키면 바로 실전에 투입할 수 있다는 것입니다.

X-47B는 7년간 15억달러를 투자해 개발하였으며 원격조정이 아닌 자동으로 수행되며 간단히 휴대용 단말기로 조종이 가능하고 날개 너비 19m, 길이 12m이며 속도는 음속 정도이며 정밀유도 폭탄 2기 등 약 2톤 무기 적재 능력을 갖추고 12km 고도에서 6시간 혹은 3900km를 비행할 수 있으며 대략 2019년에 실전배치가 가능할 것으로 군사전문가는 예측합니다.