◎드론의 상용화, 매스 마켓 가능할까?

LG경제연구원 '드론의 상용화, 매스 마켓 가능할까?'

군수산업에서 시작된 드론이 최근 민간 시장으로 빠르게 확대되고 있다. 카메라와 센서 등 탁월한 감지 능력과 신속한 이동성을 갖춘 드론은 운송, 보안, 감시, 관측 등 여러 분야에서 활용이 기대된다. 맞춤형 제작, 실내 이동, AI를 통한 자동화 및 협력 시스템에 힘입어 미래에는 다양한 성능과 형태의 드론이 등장할 전망이다. 
  
인터넷, GPS, 마우스, 전자레인지, 탄소섬유의 공통점은? 일반 대기업이나 대학 연구소가 아닌 군(軍)에서 처음 개발되었다는 점이다. 똑똑한 음성인식 서비스로 사람들을 놀라게 한 애플 시리(SIRI)도, 개발 과정을 거슬러 올라가 보면 DARPA(미국방위고등연구계획국)의 인공지능 프로젝트 ‘CALO’가 시발점이었다. 이처럼 군 기술이 민간 영역으로 확산, 전이되는 Spin-off 사례들은 우리 주위에서 쉽게 찾아 볼 수 있다. 

최근 이슈가 되고 있는 드론(Drone)도 그렇다. 드론, 즉 사람이 기체에 타지 않고 원격으로 조종하는 무인항공기(UAV, Unmanned Aerial Vehicle)는 군사용으로 처음 개발되어 정찰, 감시, 폭격 임무를 지금까지 수행해왔는데, 앞으로 민간 시장에서 상업적 용도로 널리 활용될 전망이다. 실제로 영화 및 예능 촬영이나 중요 행사의 보안 강화를 위해 드론을 도입하는 사례가 늘어나는 추세이다. 특히 작년 12월 아마존이 발표한 Prime Air는 드론 대중화의 기폭제가 되고 있다. 드론이 최대 5파운드(약 2.3kg) 무게의 짐을 싣고 최장 10마일(16km) 떨어진 지역에 물품을 배송한다는 계획으로, 아마존은 향후 5년 내 도입을 목표로 하고 있다. 여기에서는 미래 상업화 드론의 활용 가능성을 중심으로 발전 방향과 한계에 대해 살펴본다. 
  
군사무기로서의 드론 

최초의 UAV는 지금으로부터 거의 백년 전인 1916년 군인 출신 과학자 Archibald Low의 'Aerial Target' 프로젝트에서 시작되었다. 무기를 실은 비행체가 원격으로 날아 가서 적을 타격한다는 원리로, 사람이 탈 필요가 없는 무인비행을 목표로 개발되었다. 이처럼 비행조종사 교육에 필요한 시간과 비용을 줄이고, 조종사 안전을 위한 부가장치가 필요 없으며, 조종석 공간을 활용하여 무기나 연료를 대신 탑재할 수 있는 장점 때문에 공군은 오래 전부터 UAV 개발에 노력해왔다. 

한편 드론이란 단어가 처음 등장한 것은 1930년대다. 방산전문가 Steven Zaloga의 주장에 따르면 대공포 사격용 연습물체로 개발된 DH 82B Queen Bee에서 비슷한 단어인 드론이란 단어가 유래되었다고 한다. 이때까지 드론은 원격 조종의 한계로 실제 전장에 참여하기 보다는 교육 및 훈련 용도로 사용되었다. 이후 많은 발전과 개량을 통해 1982년 이스라엘의 레바논 침공 시 실전에 처음 투입되어 상대 기지를 정찰하는데 큰 역할을 수행하였다. 전장에서 드론의 효율성이 입증되면서 각국 군대는 앞다투어 드론을 개발하고 있는데, 대표적으로 미군의 경우 아프가니스탄, 파키스탄, 예멘 등 분쟁 지역의 군사작전에 미군의 피해를 줄이기 위한 목적으로 드론 사용을 늘리는 추세이다. 

드론 시장도 군 분야가 주축을 이루고 있다. 미국 방산 전문 컨설팅 업체 Teal Group의 전망에 따르면 세계 드론 시장은 2013년 약 50억달러로 이 중 90% 이상을 군사용 드론이 차지하고 있다. MQ-1 프레데터(Predator), MQ-9 리퍼(Reaper) 같은 대당 수십~수백 억원의 무장 드론부터 RQ-11 레이븐(Raven) 같은 대당 수천 만원선의 소형 정찰 드론까지 크기와 종류가 다양하다. 민간 시장으로서 RC(Remote Control)헬기 같이 취미 활동용 드론에 대한 수요도 있지만 규모나 가격, 대중들의 관심 측면에서 아직 군용 시장과 비교하기 어려운 상황이다. 
  
가격, 편의성 향상으로 민수용 드론 시장 부상 

군용 드론이 주류인 현재 상황에서 드론의 민간 활용이 주목 받는 이유는 무엇일까? 우선 가격이 낮아지면서 대중의 접근이 용이해졌기 때문이다. 미 IT 전문 잡지인 Wired의 전 편집장이면서 ‘Long tail’의 저자로 유명한 크리스 앤더슨은 드론 대중화에 앞장서고 있는 대표적 인물이다. 그가 2009년 설립한 드론 전문 업체 3D Robotics의 3DR IRIS 드론 가격은 자동 이착륙, 자동 복귀, 입력된 GPS 좌표로 자동 비행하는 기능을 탑재하고도 약 750달러에 불과하다. 또 헬리캠으로 유명한 DJI의 드론 S1000은 약 4,000달러로 비싼 편이지만 입문용 제품 Phantom은 약 700달러 정도로 가격 부담이 적다. 더 나아가 개인 오락, 취미용으로 제작된 Parrot의 AR Drone은 가격이 300달러에도 못 미친다. 이처럼 성능이나 기능을 조금 낮춰 프리미엄 스마트폰 가격보다도 싼 범용 드론 제품의 출시가 이어지고 있다. 

사용자들의 드론 활용 및 관리도 쉬워지고 있다. 드론 비행 방식으로 최근 각광받는 멀티콥터(Multicopter)를 예로 들어보자. 다수 프로펠러를 지닌 멀티콥터는 수직 이착륙과 호버링(Hovering, 정지 비행)이 가능하면서도, 구조가 간단하여 유지보수가 쉬운 장점이 있다. 로터(날개)의 각도를 조종하여 움직이는 헬리콥터와 달리 멀티콥터는 각각의 프로펠러 회전수를 이용해 방향을 전환하기 때문에 구조가 단순하고 수리도 쉽다. 엔진 대신 전기모터를 사용하는 개인 소형 드론의 경우 이러한 장점이 더욱 부각되는 편이다. 또 자이로센서와 가속도계를 통해 바람이 부는 곳에서도 수평을 스스로 유지하기 때문에 조종도 쉽다. Parrot의 AR Drone 2.0이나 DJI의 Phantom2의 경우 스마트폰으로 드론이 촬영한 영상을 보거나 직접 조종하는 경우도 가능하다. 
  
드론의 키워드 : Mobility, Sensing 

그렇다면 드론은 어떠한 용도로 우리 생활에 사용될 수 있을까? 먼저 군용 드론의 연장선상에서 드론의 민간 활용 범위를 유추해 볼 수 있다. 위험한 적지에서 정찰 및 공격 임무를 수행하듯이 사람이 접근하기 힘든 특정 지역을 관리 감시하는 것이다. 보다 구체적으로 날아서 이동할 수 있고(Mobility) 센서와 카메라를 통해 사물을 감지할 수 있는(Sensing) 드론의 장점에 따라 나눠 생각해 볼 수 있다. 

우선 드론은 날 수 있기 때문에 이동성이 뛰어나다. 교통체증이 심각하거나 도로가 험난해도 공중을 통해 신속한 이동이 가능하다. 아마존의 Prime Air도 드론의 이동성을 극대화하여 배송 지연을 최소화하기 위한 목적에서 계획된 것이다. 마찬가지로 세계적 물류 운송업체인 DHL이나 UPS도 드론에 관심을 보이고 있다. 독일 DHL은 2013년 12월 Paketkopter 드론을 통해 강 건너 지역에 물품 배송 시연을 하였는데, 접근이 어려운 지역에 긴급 화물 수송 시 활용을 검토 중이다. UPS의 경우 드론이 소비자에게 직접 배송하는 아마존과 달리 물류센터와 센터 간 운송에 드론을 고려하고 있다. 긴급한 상황일수록 드론이 더욱 효과적인데 이스라엘의 스타트업 기업 Urban Aeronautics는 응급 환자를 빠르게 수송하기 위한 구급차 드론 AirMule을 개발 중에 있다. 한편 드론은 사회 인프라가 미흡한 개도국에서 더욱 가치를 발휘할 수 있다. 일례로 미국의 스타트업 기업 Matternet은 도로가 부족한 신흥국 오지에 의약품, 구호 물품을 전달하는 드론을 개발하고 있다. 이를 확대하여 Matternet은 개도국에 거대 드론 물류망을 구축할 계획이다. 

또 드론은 자유롭고 신속하게 이동하면서 탑재된 카메라나 센서를 통해 원격 감시를 할 수 있다. 조난자 수색, 산불 감시, 교통 위반 단속, 우범지역 및 국경지역 감시 같은 공공 목적으로 활용도가 높다. 일례로 소치 동계올림픽에서 안보 문제가 부각되자 러시아 정부는 10대 이상의 드론을 띄워 보안을 강화하였다. 특히 주변 환경이 위험하고 순찰 범위가 넓으며 도로도 갖춰지지 않은 지역일수록 드론의 감시 능력은 빛난다. 석유 메이저 업체 BP의 경우 알래스카 North Slope의 송유관 파손 여부를 점검하는데 드론을 사용할 계획이다. 알래스카의 강풍과 추위에도 별 상관없고 휴식도 필요 없는 드론은 송유관 감시의 적임자라 할 수 있다. 한편 과학 탐지 및 지도 제작 같은 연구목적으로도 드론의 센싱 능력을 활용할 수 있다. 기상관측 무인기로 유명한 Aerosonde는 온도, 기압, 습도, 바람, 화학생물학적 관측이 가능한 드론으로서 사람이 접근하기 힘든 허리케인 중심 부근의 데이터를 수집하는 데 사용되고 있다. 
  
드론의 발전 방향 : DIY, Indoor, Autonomy, Cooperation 

드론의 용도를 기존의 운송, 보안, 감시 같이 잘 알려진 분야에 꼭 한정 지을 필요는 없다. 민수 시장에서 드론은 이제 시작단계로 실생활에서 어떻게 활용되고 어디까지 쓰일지 아무도 모르기 때문이다. 특히 다음의 몇 가지 속성은 드론의 미래 민간 활용 폭을 확대시키는 중요 요인이다. 

먼저 사용 목적과 환경을 반영하여 다양한 형태의 맞춤형 드론을 사용자가 직접 제작할 수 있는 장점이 있다. 즉 드론의 DIY(Do It Yourself) 제작이 가능하다. 크리스 앤더슨의 3D Robotics도 DIY Drones이란 인터넷 커뮤니티에서부터 시작되었다. DIY Drones 사이트에서는 손수 제작한 다양한 드론들을 구경할 수 있을 뿐 아니라 기판, GPS, 센서 같은 요소 부품이나 멀티콥터 키트 등을 판매하여 드론 자체 제작을 돕고 있다. 또 크리스 앤더슨은 오픈 하드웨어 플랫폼인 아두이노(Arduino)를 기반으로 드론을 제작하여 사람들의 참여를 높이는 상황이다. 이외에 종이비행기 드론 ‘PowerUp 3.0’도 DIY 특징을 잘 보여준 사례이다. 사용자가 직접 접은 종이비행기에 모터, 배터리, 프로펠러, 통신 칩 등이 탑재된 구동 모듈을 간단히 부착하면 누구나 쉽게 소형 드론을 제작하고 블루투스 연결을 통해 스마트폰으로 드론을 원격 조종할 수 있다. 초기 진입장벽이 다소 높은 전문화된 RC 취미활동에서 벗어나 드론의 대중화가 진행 중이다. 

드론의 소형화로 활동 범위가 야외에서 실내로 확장되고 있다. CES 2014에서 Parrot은 AR Drone 크기의 1/10인 MiniDrone을 발표해 화제가 되었다. MiniDrone은 주머니 속에 넣어 다닐 정도로 크기가 작고 바퀴를 부착할 경우 바닥이나 벽을 타면서 돌아다니는 것도 가능하다. AirDroids의 Pocket Drone의 경우 본체를 접으면 작은 가방에 들어갈 정도로 크기가 작고 무게도 1파운드(약 450g) 밖에 안 된다. 물론 좁은 실내에서 사용할 경우 장애물에 부딪혀 추락하거나 회전하는 프로펠러에 사람이 상처를 입는 문제가 발생할 가능성이 높다. 이러한 문제를 해결하기 위해 스위스 로잔 대학 인공지능로봇연구소에서는 축구공처럼 드론을 외피로 둘러쌓아 외부 충격에도 안정적으로 자세를 유지하는 Gimball 드론을 개발 중에 있다. 충돌 이외에 소음, 통신 장애 같은 문제가 해결될 경우 MIT Senseable City 연구실의 캠퍼스 드론 길안내 서비스 Skycall처럼 실내와 실외를 자유롭게 오가는 드론을 볼 수 있을 전망이다. 

로봇의 한 종류로서 드론은 미리 GPS 좌표를 입력하거나 명령을 입력하면 특정 작업을 자동으로 처리하는 장점도 있다. 현재 기술 수준으로는 사람의 개입이 없는 완전한 무인비행이 불가능하지만 자동 이착륙, 자동 복귀 같은 제한된 상황의 특정 비행 형태는 가능하다. 스포츠나 여행을 즐기는 사람이 자신의 모습을 공중에서 촬영하기 위한 목적으로 개발 중인 AirDroids의 Pocket Drone의 경우 사람이 드론을 조종하지 않아도, 구글 맵을 통해 이동 경로를 미리 입력하면 드론이 자동으로 따라다니면서 촬영을 한다. 3D Robotics가 개발 중인 농업용 드론도 또 다른 자동화 사례이다. 3D Robotics에서는 드론이 농약을 뿌릴 때 모든 농지에 균일하게 살포하지 않고, 농작물의 적외선 사진을 분석하여 농약이 필요한 지역에만 선별적으로 농약을 뿌리는 드론 시스템을 개발 중에 있다. 

드론과 주변사물 간 또는 다수의 드론들 간에 협업하는 사례도 생각해 볼 수 있다. 르노가 최근 공개한 컨셉트카 KWID는 소형 SUV 차량으로 지붕에 Flying Companion이라고 불리는 드론을 탑재하고 있다. Flying Companion은 차량 주변을 돌면서 도로 상황과 장애물을 알려주고 주행 경로를 미리 탐색하여 보여준다. 또 차량 내 태블릿을 이용해 탑승자가 수동으로 조종할 수도 있다. 단어 뜻대로 ‘하늘을 나는 동료’로서 운전 도우미 역할을 수행하는 것이다. 한편 UPS 재단 교수 Vijay Kumar는 여러 대의 드론이 함께 협업하는 연구를 진행 중이다. TED 강연에서 그는 다수의 드론이 협력하여 무거운 물건을 나르거나 블록을 조립하고 여러 악기를 동시에 연주하는 실험을 선보여 주목을 받았다. 각각의 드론은 단순 작업을 수행하지만, 서버의 AI 시스템 하에 협력하면 스마트하고 복잡한 작업을 처리할 수 있는 것이다. 실제로 스웨덴의 Electrolux는 미래 청소 시스템으로서 다수의 초소형 드론이 협력하여 집안을 돌아다니면서 청소하는 Map의 개념을 제시한 적이 있다. 
  
충돌, 추락, 프라이버시, 해킹 문제 해결 필요 

상업화 드론의 잠재적 활용 가능성은 크지만 아직 넘어야 할 산이 많다. 우선 외부 물체와 충돌하여 드론이 추락할 경우 피해가 발생할 수 있다. 실제로 작년 가을 미국 맨하튼에서는 드론이 고층 건물에 부딪혀 행인 가운데 떨어지는 사건이 있었다. 다행히 큰 인명 피해는 없었지만 TCAS(Traffic Collision Avoidance System) 같은 공중 충돌감지 및 회피시스템을 갖추지 못한 개인용 드론이 늘어날 경우 대도시 내 드론 관련 사고가 자주 일어날 가능성이 높다. 

드론 추락에 의한 물리적 피해 이외에 프라이버시 침해나 해킹과 같은 문제도 크다. 카메라가 탑재된 소형 드론이 주위에 늘어날수록 모르는 사이에 자신의 일거수일투족이 감시 당하는 사례가 발생할 수 있다. 이러한 우려 때문에 미국 콜로라도의 한 작은 도시에서는 드론을 총으로 쏴서 떨어뜨리는 드론 사냥 면허도 등장하였다. 또 해킹에 의해 드론이 중간에 납치되거나 파괴당하는 일도 발생할 수 있다. 실제로 Samy Kamkar라는 해커는 AR Drone 2.0의 통신망을 뚫고 원래 주인 대신 해커가 드론을 임의로 조종하는 방법을 공개한 적이 있다. 최악의 경우 드론이 테러 무기로 사용되어 사회를 혼란에 빠뜨릴 수도 있다. 

산적한 문제들을 해결하기 위해서는 정부의 역할이 중요하다. 드론 상용화에 앞서 사용 면허, 운용 시간 및 지역, 활용 목적, 표준 규격 등에 관한 포괄적인 제도 준비가 필요하다. 하지만 아직까지 민간 드론 사용에 대한 체계적 제도는 부족한 상황이다. 국제민간항공기구(ICAO, International Civil Aviation Organization)의 국제협약에 따라 비행허가를 통해 특정 제한 지역에서 일시적 비행만을 허용하는 상황이다. 미국의 경우 취미 활동용 소형 드론에 한하여 공항 인접 지역 이외의 400피트 이내 상공에서 제한된 비행만을 허가하고 있을 뿐이다. 이에 미국 연방항공청(FAA, Federal Aviation Administration)의 경우 Civil/Public UAS(Unmanned Air System) 로드맵을 발표하고 2015년까지 상업화 드론 법안을 마련할 예정이다. 또 FAA는 작년 12월 드론 시험비행장 6곳을 선정하여 드론 상용화를 위한 본격적인 준비에 들어갔다. 
  
앞서 봤듯이 다양한 용도의 드론이 등장하고 있다. 뉴욕타임즈는 2013년 올해의 단어 중 하나로 드론을 선정하였으며, 우리나라가 2013년 발표한 제6차 산업기술혁신계획에서도 미래 성장 동력의 하나로 무인항공기 시스템을 포함시키고 있다. 그러나 드론의 매스마켓이 어디에서 나타날지 예측하기는 아직 쉽지 않다. 만약 저렴한 셀카 드론이나 개인용 방범순찰 드론이 대중화되어 '1인 1드론' 시대가 된다고 상상해보자. 누구나 쉽게 스마트폰에 앱을 깔아 개인용 드론을 조종하여 공중에서 멋진 구도로 경치 혹은 셀카를 촬영하고 길 안내를 받을 수 있을 것이다. 또 어두운 귀갓길에 조명을 비추거나 주변을 순찰하여 보안을 높일 수도 있다. 운동을 즐기는 사람이라면 개인 도우미로서 가벼운 운동 장비를 나르고 잃어버린 골프공을 찾거나 자신의 멋진 모습을 촬영할 수도 있다. 드론이 대중화되면 이러한 생활 모습의 변화뿐 아니라 전자, IT, 유통, 서비스 등 관련 산업에 미치는 파급력도 상상 이상일 것이다.  <끝>