무인비행체는 조종사가 직접 탑승하지 않고 원거리에서 무선으로 원격조정하거나 사전에 입력된 프로그램에 따라 지율비행이 가능한 체계를 말한다. 이 무인비행체는 무기로 쓰이는 것 외에도 화물을 수송하거나 화재를 진압하는 소방용, 모를 심고 방제를 하는 농업용으로도 다양하게 쓰이고 있다. 활용 범위에 넓어짐에 따라 무인비행체의 능력을 높이려는 노력들 또한 많아지고 있다.

국민소득의 증대와 질병퇴치로 고령화 사회가 급속히 진행되고 있는 가운데 사회구성원의 행복 추구 형태가 무병장수라는 본능적 차원을 넘어 안전한 삶에 대한 보장까지 바라는 형태로 확대되고 있다. 이러한 변화에 부응해 재난 예방과 복구에 IT기술을 활용하고자 하는 시도가 지속적으로 이루어져 왔다.

그러나 레이더 영상은 원격탐사형 정보수집 및 활용에 우수하나 반응이 늦고, 장면의 디테일성에 한계가 있을 뿐 아니라 사용자와의 실시간 인터랙션 능력에도 한계가 있다는 것을 재확인할 뿐이었다. 센서/CCTV 등도 실시간 모니터링 기능에는 우수하나 고정지점 모니터링으로 이동성에도 한계가 있어 왔다.

이렇다 보니 재난 발생 시 현장에 함께 출동되어 현장지휘관이나 통제소로부터 현장 곳곳의 실시간 동영상을 인터랙티브하게 전송, 현장 진압에 핵심적으로 사용할 수 있는 수단 제공하는 기술 개발의 필요성이 증대되고, 이 요구에 부응하고자 건국대학교 무인비행체SW융합연구센터(센터장 김두현 교수/이하 센터)는 이와 연관된 핵심 기술의 개발과 항공-IT 융합 전문 인력을 양성하는 데에 도전하게 되었다.

임베디드 SW 기술과 무인비행체 기술 융합

센터는 우리나라의 모바일 인터넷 환경을 바탕으로 임베디드 SW 기술과 소형무인헬기 등 무인비행체 기술을 융합해 기존 비행 중심의 무인비행체 기술이 국민의 실생활 및 안전에 직결된 응용 분야에 현실적으로 활용될 수 있도록 실용화시키는 연구를 진행하는 융합형 연구센터이다. 

센터가 개발하는 기술이 완성되면 이를 바탕으로 기존의 레저용이나 농약살포용으로 사용되는 소형무인헬기를 보다 실용적으로 개선하고 우리나라의 강점인 와이브로나 HSDPA 등 모바일 인터넷 환경에서 비행체와 지상의 통신 반경도 넓히고 비행체와의 고화질 디지털 동영상 통신도 손쉽게 사용할 수 있게 될 것으로 전망되고 있다. 특히, 국민의 생활과 직결되는 대형재난(홍수, 해양오염, 하천오염, 환경오염, 산림남벌, 설해 등)의 이 무인비행체가 현장에 즉각 투입되어 상공에서 다각적이고 실시간 상황을 파악하는 데에 활용, 재난의 확산을 최소화하고 인명피해를 줄이는 데에 기여할 수 있을 것으로 보인다.

이 같은 기술을 소개하기 위해 센터는 지난 5월25일부터 28일까지 코엑스에서 열린 ‘2010 월드IT쇼’에서 센터장인 김두현 교수가 휴먼IT그룹, 스마트IT그룹, 네트워크IT그룹, 오션IT그룹, 시티IT그룹, 비즈니스IT그룹 등 6개 그룹 중 스마트IT그룹장을 맡아 휴대폰과 연관된 미래 기술을 소개했다.

이 날 센터는 소형 무인헬기를 이용한 기술의 개념을 소개했다. 연구원이 리모컨을 누르면 소형비행체가 날아올라 부스를 움직이다가 부스 벽에 부딪치면서 즉시 방향을 바꾼다. 이 소형비행체는 멀티로터비행체로, 건물 안을 누비며 물건의 위치를 찾거나 조사하는 중요한 임무를 맡는다. 이처럼 소형 무인헬기를 무선통신 기술과 접목하면 휴대폰 플라잉 IT서비스 같은 흥미진진한 서비스가 탄생, 재해 현장 같은 곳에서 소형무인 헬기를 투입해 실시한 다각적인 상황을 지켜볼 수 있다.

김 교수는 전시를 마치고 “현재 기반을 두고 있는 3G나 와이파이·와이브로를 뛰어넘어 언제 어디서나 인터넷에 연결돼 접속능력을 극대화하는 기술을 연구하고 있다”면서 “창의적 기술을 선보여 우리나라가 이동통신업계에서 쌓은 국제적 입지를 더욱 다지고, 기술의 산업화를 지원할 고급 인력 양성에도 힘쓰겠다”고 전했다.

55건의 국제논문 발표, 국제특허 4건·국내특허 22건 출원

센터는 지난 2008년 7월 출범해 그동안 연구 환경 구축과 융합에 필요한 다양한 분야의 심층적인 지식을 공유하는 데에 초점을 두어 연구를 진행해왔다. 이 과정에서 현재까지 55건의 국제논문을 발표했으며, 4건의 국제특허와 22건의 국내특허를 출원하는 등 기대 이상의 성과를 거두고 있다.

센터는 이동인터넷(HSDPA/HSUPA, 와이브로)을 통한 소형무인헬기로부터의 고해상도 동영상을 실시간 수신 및 수신 반경 극대화 기술을 연구하고, 이동인터넷과 기존의 RF 통신의 통합을 통해 제어 데이터 통신 및 멀티미디어 통신의 안정성과 GCS(지상시스템) 상의 내비게이션 맵과 비행체 자율항법기능의 통합을 통한 비전문가 사용의 용이성을 극대화하는 기술을 연구 중이다.

또한 열 감지 및 전력소모량 감지 등을 통한 비행제한구역 자동설정 및 자율 회피비행 등 자동항법 기능의 지능성확대 기술, USN정보, 대원위치정보, 무인헬기위치 정보를 GCS의 내비게이션 맵상에 통합해 현장지휘를 위한 실용성을 극대화하는 기술도 센터에서 연구하는 분야이다.

센터의 목표는 크게 4가지로 요약할 수 있다. ▲임베디드 SW, 모바일인터넷 및 소형 무인 비행체 기술 융합 ▲소형무인헬기를 위한 시뮬레이션 및 개량된 자동항법장치 연구 및 탑재 ▲항공 비전문가도 손쉽게 사용할 수 있는 지상시스템 일체 개발 ▲현장지휘관의 일괄통제가 어려운 대형재난 현장에 투입되어 접근성이 뛰어난 다각적 동영상과 각종 현장정보를 실시한 상공에서 제공하는 것이 바로 센터의 추진 목표다.

이를 위해 센터는 ‘무인헬기를 이용한 실시간 방재 및 IT 서비스 최초 국가 실현’이라는 비전을 제시하고 있다. IT와 비IT의 융합 핵심 기술 및 프로세스를 확보하기 위해 센터는 방재용 무인헬기의 실시간 OFP SW 개발, 이동통신 기반 FCC 개발, 무인헬기 모델링·시뮬레이션과 SW 융합 개발하는 데에 총력을 기울이고 있으며, 이를 산업화하기 위해 IT기반 방재용 무인헬기의 G2B 마켓을 개발하고 파급시켜 관련 산업을 촉진시킨다는 전략이다.

이에 센터는 현재 연구의 성과물을 민간 기업에 기술 이전하기 위해 노력 중이다. 이 밖에도 센터는 관련 분야의 고급인력을 양성하기 위해 항공인력 SW 인력화·도메인화는 물론 타 산업분야 적응 및 응용능력을 배양시키는 것에도 소홀히 하지 않고 있다.

김 교수는 “유무선 통신 분야의 성장에 힘입어 현재 한국의 임베디드 SW 성장률은 세계 성장률을 넘어서고 있을 정도로 발전하고 있다. 이제는 자동차, 항공 등 다양한 산업 도메인별로 특화된 임베디드 SW를 발굴해야 한다”면서 센터의 역할에 대해 다시 한 번 강조했다.