2015년 드론 해금으로 상용 무인 항공기 시장 개화 전망

주간기술동향 2014. 5. 28.

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2015 년 드론 해금(解禁)으로 상용 무인 항공기 시장 개화 전망*

□ 미국에서 무인 항공기는 지금까지 사실상 군, 경찰, 정부기관에만 사용이 허용되어 왔으

나, 2015 년 드론 해금을 앞두고 다양한 분야에서 상용 목적으로 드론을 활용하기 위한

기술개발과 투자가 활발히 진행 중이며, 관련하여 프라이버시 침해 문제도 논쟁거리로

등장

○ 지난달 구글은 페이스북과 벌인 ‘타이탄 에어로스페이스(Titan Aerospace)’ 인수 전에

서 승리하면서 무인 항공기(UAV, Unmanned Aerial Vehicle) 시장에 뛰어들었음

- 페이스북은 타이탄 에어로스페이스의 인수를 위해 6,000 만 달러를 제시했지만 구글

에 밀렸으며, 구글이 어떤 조건을 제시했는지는 비공개

- 직원 수 20 명 남짓의 작은 회사인 타이탄은 창업한 지 2 년밖에 안 되었지만 시만텍

과 마이크로소프트의 소비자 제품 부문을 이끌었던 기술산업 분야 전문가 번 레이번

을 CEO 로 둔 첨단 기술 기업

- 타이탄의 주력 제품인 ‘솔라라(Solara) 50’과 ‘솔라라 60’은 날개에 부착된 태양광

패널에 의해 충전되는 배터리를 이용한 잠자리 형태의 무인 항공기로, 보통 무인기보

다 운항 항로가 두 배 가량 높은 2 만m 상공에서 날 수 있는 것이 장점

- 두 개 모델 중 소형인 ‘솔라라 50’의 경우 날개 폭은 164 피트로 보잉 767 제트라이

* 본 내용과 관련된 사항은 정보서비스팀(☎ 042-710-1771)과 ㈜KMH 박종훈 기획이사(soma0722@naver.com

☎ 02-739-6301)에게 문의하시기 바랍니다. ** 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 NIPA의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다.

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<자료>: Titan Aerospace

(그림 1) 태양광 패널을 탑재한 타이탄의 드론솔라라 50(左)과 솔라라 60(右) 모델

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너 보다 큼

- 한편 타이탄을 놓친 페이스북은 2,000 만 달러를 투자해서 영국의 무인 항공기 업체

‘어센타(Ascenta)’를 인수했으며, 어센타의 태양광 드론 모델명은 ‘제피르’

○ 타이탄 에어로스페이스와 어센타는 드론을 이용한 인터넷 서비스 제공을 목적으로 하

고 있으며, 유망하지만 아직은 검증되지 않은 기술의 최선두에 나선 기업들

- 타이탄에 따르면 솔라라 드론은 특수 통신장비를 이용해서 최 1Gbps 의 속도로

데이터를 전송할 수 있다고 하며, 이는 다수 선진국의 초고속 인터넷 서비스 속도

보다 훨씬 빠른 수준

- 구글은 타이탄과 함께 구글 프로젝트 ‘룬(loon)’이나 ‘마카니(Makani)’와 협력할 것

이라 밝혔는데, 룬은 인터넷이 연결되지 않는 지역에 인터넷 신호를 보낼 수 있는

형 기구개발 프로젝트이며, 마카니는 효율적 에너지 발전을 위한 프로젝트

- 그러나 솔라라 무인기가 충전 없이 수년간 사용할 수 있고, 싼값에 다목적 인공위성

<표 1> 구글 X 가 진행중인 연구개발 과제 ‘프로젝트 룬’과 ‘프로젝트 마카니’ 프로젝트 주요 내용

프로젝트 룬

(Project Loon):

형 기구를 이용한

인터넷 서비스 제공

[목표]

- 현재 20억 명에 달하는 전세계 인터넷 이용자 수의 3 분의 2는 통신 인프라가 없으며, 프로젝트 룬을 통해 이들 지역에 인터넷 서비스를 제공하는 것이 목표

- 다수의 열기구를 올리고 열기구 사이에 네트워크를 구성한 후, 열기구와 지상 안테나가 교신함으로써 인프라가 갖추어지지 않은 지역에 인터넷 서비스를 제공

- 인터넷 이용자수50억 명에 이를 2020년을 비, 신흥국의 30억 명 소비자에게 인터넷을 포함한 IT 인프라를 정비해 나가는 것이 다음의 큰 흐름

[작동방식]

- 폴리에틸렌으로 제작된 열기구의 아래 쪽에는 사각형의 태양 전지 패널이 탑재되어 필요한 전력을 공급하며, 하단의 사각 기둥 부분에는 시스템 제어의 프린트판, 열기구 및 지상 안테나와 통신하기 위한 통신기기와 전지를 탑재

- 각각의 열기구는 지상 반경 40km 지역을 커버하고 통신 속도는 3G 에 필적하는데, 통신 밴드는 ISM Band (2.4GHz 및 5.8 GHz)를 사용

- 열기구는 풍속이 안정적이고 저속인 고도 20km의 성층권에 올려지게 됨 - 성층권의 각층은 서로 다른 방향으로 바람이 흐르고 있어 고도를 상하로 조정하는 것으로

열기구의 위치를 조정할 수 있는데, 이 조정은 소프트웨어로 제어 - 각 가정에는 열기구가 보내는 신호수신을 위해 안테나가 설치되며, 둥근 모양 안에 안테나

가 내장되어 있고, 안테나 하단의 막 부분에 신호 처리 회로가 있어 가정의 인터넷 기기와 연결됨

[통신 기기를 탑재한 열기구] [열기구의 신호를 수신하는 안테나]

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프로젝트 주요 내용

프로젝트 마카니

(Project Makani):

공중 풍력발전 터빈

(Airborne Wind Turbine)

[목표]

- 재생 가능 에너지 중 풍력은 천연가스의 체재로 개발되고 있으나, 현재 천연가스의 가격이 저렴해서 기존 풍력 에너지가 경쟁하기 어려운 상태

- 친환경 에너지의 가격 구조를 근본적으로 바꿀 기술 개발이 필요하며, 정부지원금 없이도 화석연료와 경쟁이 가능해야 함

- 2006 년에 창업한 Makani Power 는 지상의 풍력발전소가 아니라, 기존 터빈보다 크기를 90%줄인 ‘윙’이라는 터빈을 비행기에 탑재시켜 공중에서 풍력에너지를 발생시키도록 함으로써 같은 양의 에너지를 천연가스의 절반 가격에 생산할 수 있는 기술을 개발

- 구글은 재생 에너지 프로젝트 ‘RE <C’를 통해 공중 풍력발전 터빈(AWT) 기술을 개발한 Makani Power를 펀딩하여 지원하다, 최근 직접 인수해서 연구개발을 본격화

[작동방식]

- 소형 풍력발전 터빈을 장착한 소형 비행기를 와이어로 묶고, 비행기가 상공에서 선회하면서 터빈에서 풍력 에너지를 발전시키는데, 와이어는 비행기를 지지하는 역할과 함께 에너지를 지상으로 송전하는 역할을 담당

- AWT는 250m에서 600m 상공을 수직면을 따라 비행하고, 탑재된 터빈이 바람을 파악하고 발전하는 방식으로, 구글 X는 600kW의 발전을 목표로 하고 있음

[소형 터빈 탑재 소형 비행기] [AWT의 비행 궤도]

<자료>: NIPA 정리

처럼 이용할 수 있기 때문에 실제 용도는 더욱 다양할 것으로 예상

- 가령 타이탄은 자사의 드론이 실시간으로 지구의 고해상도 이미지를 수집하고, 기

권 센서로 여타 감지 임무를 수행하며, 음성 및 데이터 서비스를 지원할 수 있다고

밝혀 왔는데, 이러한 기술은 구글의 지도 사업에 활용될 수 있음

- 페이스북 역시 구글과 마찬가지로 무인 항공기를 이용해서 낙후 지역에 인터넷을 보

급하는 ‘인터넷.org’ 사업에 무인기를 이용하기 위해 약 6 년 전부터 태양광 드론 사

업을 검토하기 시작한 것으로 알려짐

- 타이탄은 2015 년 상용화를 목표로 하고 있으나, 업계 전문가들은 태양광 드론의 패

널 탑재량이 적어 밤에는 태양 에너지를 얻을 수 없고, 인터넷 신호를 전송하는데 많

은 에너지가 소모되는 문제를 해결해야 하는 등 기술적 난관이 있다고 지적

○ 거 기업들의 인수 목록에 오른 무인 항공기 개발사 외에도 관심을 끄는 상용 무인 항

공기 기업들이 많은데, 헬렌그라이너가 설립한 CyPhy Works 도 그 중 하나

- 청소 로봇 ‘룸바(Roomba)’의 개발자로 유명한 헬렌그라이너는 지난 달 샌프란시스

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코에서 개최된 ‘DEMO Enterprise’ 컨퍼런스에서 현재 개발 중인 드론을 소개

- CyPhy Works 가 개발 중인 무인 항공기는 EASE(Extreme Access System for

Entry)와 PARC(Persistent Aerial Reconnaissance and Communications)의 두 기

종으로 모두 지상과 미세섬유(Microfilament)로 연결해서 전기를 공급하는 방식

- 미세섬유 연결이라는 것은 드론이라고는 해도 하늘을 날아 다니는 것이 아니라 상공

에 머물면서 실시간으로 모니터링하는 임무를 상정하고 있다는 의미

- EASE 는 원통형의 호버링(hovering, 공중 유영) 로봇으로 건물의 조사와 모니터링을

목적으로 개발되었고, GPS 신호가 닿지 않는 실내에서도 운용할 수 있는 것이 특징

이며, 오퍼레이터는 태블릿을 이용해서 EASE 를 조종

- EASE 에 연결된 미세섬유는 전력 공급 외에 명령 전달이나 HD 카메라로 수집한 데

이터의 송신을 실행하며, EASE 는 촬영한 비디오의 영상을 분석한 후 스스로 안정적

인 호버링을 수행

- 군사 임무와 경찰 수사에 이용되기도 하는 EASE 는 사람이 들어갈 수 없는 위험한

건물 내부의 탐사 작업도 가능

- PARC 는 로터(rotor, 회전날개) 4 개를 탑재한 호버링 로봇으로 장기간 상공에 머물

면서 시설을 모니터링하고 통신 허브로도 이용되며, 카메라와 통신장비를 탑재하는

페이로드를 갖추고 지상 1 천 피트(305 미터)까지 상승

- 또한 예비 배터리를 탑재하고 있어 미세섬유에 장애가 발생해도 자율적으로 출발 지

점으로 귀환이 가능

○ 헬렌그라이너에 따르면 무인 항공기의 기능은 향후 시계열적으로 크게 네 가지로 예측

해 볼 수 있음

<자료>: CyPhy Works

(그림 2) 미세섬유로 연결되어 상공을 유영하는 CyPhy Works 의 드론 EASE(左)와 PARC(右)

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- 올해 드론의 핵심 용도는 ‘취미’로서, 개인을

상으로 한 수많은 제품이 출시되고 있는 가운데,

저렴한 가격에 사용자 인터페이스가 향상된 미

국의 3D Robotics 등이 표적인 제품

- 2015~2016 년은 상용 무인 항공기로 이행되어

‘조사’가 핵심 용도로 될 것이고, 가령 다리 구

조 검사 등 작업 인력이 접근 곤란한 현장에서 PARC 를 이용한 조사가 가능하며, 휴

전화 기지국 및 해상 석유시추 장비 등의 점검에도 활용 가능

- 2017~2018 년에는 ‘상황 판단’이 중심이 되는데, 상황 판단이란 수집한 비디오 이미

지를 분석하고 합리적인 결정을 하는 것으로, 무인기가 데이터 플랫폼으로써 센서에

서 수집한 빅데이터의 분석을 실시하여 최적의 상황 판단을 내리게 됨

- 가령 PARC 에서 촬영한 시설 전체의 비디오를 분석한 다음, 이상 징후를 검지하거

나 시설 근무 직원이 아닌 수상한 사람의 침입을 감지할 수 있고, 건축 현장이나 채

굴 현장에서는 작업이 공정 로 진행되고 있는지 확인하는 데 사용

- 2019 년의 핵심 용도는 ‘배송’이 될 것으로 보이며, 아마존이 소개한 드론 배송 시스

템 ‘프라임 에어(Prime Air)’는 당장이라도 가능할 것 같은 느낌을 주지만 실제 구현

까지는 시간이 필요해서 아마존도 4~

5 년이 걸릴 것으로 보고 있음

- 한편, 신흥국에서는 드론에 의한 물자

수송시범사업이 이미 시작되었으며,

도로가 정비되어 있지 않은 지역을

‘드론 네트워크’로 연결하는 실증실험

이 아이티 등에서 진행 중

○ 현재 미국에서 상용 무인 항공기를 운용하는 것은 사실상 금지되어 있지만, 2015 년에

‘드론 해금’이 예정되어 있어 상황은 급변하고 있는 상태

- 미국에서 무인 항공기를 운용하는 방법에는 두 가지가 있으며, 하나는 업무용으로

FAA(연방항공국)에서 라이선스를 받는 방식이고, 이는 경찰이나 정부기관에 한정

- 또 다른 방법은 예외 조치로서 개인이 취미로 무인 항공기를 비행시킬 수 있으나, 이

<자료>: 3D Robotics

(그림 3) 개인 취미용 비행 카메라

<자료>: 3D Robotics

(그림 4) 저개발 국가의 수송용 드론 네트워크

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경우 고도는 400 피트(122 미터) 이하로

하고 파일럿이 항상 조작해야 하며, 건물

상공을 비행하지 않는다는 것이 단서 조항

- 결국 현재 미국에서 상용 무인 항공기 운

용은 사실상 금지되어 있는 셈이나 다를

바 없지만, 이러한 상황이 바뀌고 있는

것은 바로 2015 년에 ‘드론 해금’이 예정

되어 있다는 점

- FAA 는 무인 항공기를 항공기 관제 시스

템에 통합하는 방향으로 움직이기 시작하였으며, 이는 항공기와 마찬가지로 무인 항

공기도 관제하겠다는 의미

- FAA 는 여섯 개의 시범 지역을 설정하고, 드론이 항공 관제에 포함될 경우의 프로세

스 등에 해 검증을 시작

- 6 개 지역은 노스다코타주상무부, 그리피스 국제공항, 네바다주, 버지니아 테크, 알래

스카 학, 텍사스 A&M 학-코퍼스 크리스티

- FAA 는 2015 년까지 무인 항공기를 항공기 관제 시스템에 통합한다는 계획이지만,

의회로부터 영공이 해제된다는 압력을 받고 있어 소극적으로 전개하고 있는 실정

○ 이런 상황 변화에 따라 지금까지 취미 중심이었던 드론 비행이 상업적 견지에서 활성

화될 가능성이 높아짐에 따라 많은 기업이 기술 개발을 가속화

- 그 동안은 개인이 주말에 공원에서 무인 항공기를 조종하는 것을 종종 볼 수 있었지

만, 이제는 공장 부지 등에서 스타트업들이 무인 항공기를 시험하는 광경이나 학

<자료>: FAA

(그림 5) FAA의 무인 항공시스템 시범지역

<자료>: http://player.vimeo.com/video/80870119

(그림 6) 드론으로 촬영한 영상을 부동산 중개에 사용하는 Don’t’ Tell Me Show Me

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연구실이 드론을 사용해서 환경 문제 조사를 실행하는 경우도 볼 수 있을 것임

- NOAA(미국 해양 기청)는 일본 지진에 의해 태평양에서 표류하는 파편을 드론으

로 조사하고 있으며, 환경보호 단체는 드론으로 밀렵꾼을 감시하기도 함

- 부동산 중개기업인 돈텔미쇼우미(Don’t’ Tell Me Show Me)는 건물 외관과 내부 사

진뿐만 아니라 무인 항공기로 촬영한 공중 촬영 영상을 게재하여 부동산 마케팅에

새로운 방법을 선도

○ 이처럼 드론은 순식간에 우리 생활에 친밀한 존재가 될 것으로 보이나, 최근 부상하는

부분의 기술과 마찬가지로 프라이버시 보호가 매우 중요한 과제로 지적됨

- 드론이 주택 상공을 호버링하면서 고해상도 카메라로 촬영을 한다면 프라이버시가

위협받을 수 있다는 반발은 즉각적으로 나올 수 밖에 없는 상황

- 게다가 드론 제어시스템에 한 해킹이 일어날 경우, 비록 업체 측에서는 프라이버시

침해 의도가 없다 하더라도 악용될 가능성은 상존하는 것

- 미국의 버클리 지역에서는 무인 항공기 비행에 한 조사를 실시해 왔으며, 결과를

보면 경찰과 소방이 비상사태에 드론을 이용하는 것은 인정하는 반면, 개인정보 보호

관점에서는 반 하는 의견도 만만치 않은 것으로 알려짐

- 버클리에서는 이달 말에 심의가 이루어지며, 논의 향방에 관심이 모이고 있음

- 프라이버시 보호 외에도 상용 드론이 늘어남에 따라 생길 수 있는 충돌 및 추락에

따른 사고 위험의 문제도 치밀한 비책이 필요한 부분

- 따라서 TCAS(Traffic Collision Avoidance System)과 같은 충돌감지 및 회피시스

템을 가능한 한 모든 무인 항공기가 갖출 수 있도록 기술 개발이 이루어져야 하고,

주파수 배분, 비행허용 범위 등 법적 제도적 기반의 정비 조성이 반드시 필요

○ 개인정보보호 이슈 등 선결되어야 할 많은 과제가 남아있지만, 관련 기술이 발달하고

진입 문턱이 낮아지면서 민간기업의 무인기 투자 규모는 크게 늘어날 전망

- 그라이너는 청소 로봇 룸바에서 무인 항공기로 전향한 이유에 해, 이 분야는 개방

되어 있으며 아직 플레이어가 적기 때문이라 설명하면서 일상 생활에서 지상 10 피

트(3 미터) 이상의 공간은 미개척의 땅이라고 표현

- 구글이나 아마존 같은 거 기업뿐 아니라 많은 스타트업들이 이 영역에서 기술 개발

을 가속시키고 있어 미국의 하늘은 크게 달라지기 시작할 것으로 보임

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- 방위산업 전문 시장분석업체인 틸그룹(Teal Group)은 세계 무인기 시장의 총투자 금

액이 향후 10 년간 890 억 달러에 이를 것으로 전망

- 또한 전세계 드론 시장 규모는 2013 년 약 50 억 달러이고, 이중 90% 이상이 군사

용 시장이었지만, 향후 2020 년까지 연평균 8% 이상 성장하여 114 억 달러 규모로

증가하고, 상용 시장이 형성될 것으로 전망

○ 우리나라의 경우 무인 항공기 기술에서는 앞서 있는 편이나, 아직 군사용 및 공공목적

용 활용만 논의되고 있어 중장기적으로 상용 확 를 위한 논의와 정책 마련이 필요

- 틸 그룹에 따르면 2010 년 기준으로 51 개 국가에서 158 종의 무인 항공기를 개발,

운용 중이며, 미국은 가장 많은 예산을 투입해서 개발을 진행 중

- 유럽 국가 외에 중국, 싱가포르 등 아시아 국가들도 드론 개발에 적극적이며, 특히

중국은 매우 높은 고도에서 비행하는 무인기와 무인전투기를 자체적으로 개발 중

- 우리나라도 2000 년 초부터 무인기 개발을 시작하여 세계 7 위 정도의 지위를 가

지고 있으며, 세계 두 번째로 수직이착륙의 핵심 부품인 틸트로터(Tilt rotor) 개발에

성공하는 등 빠르게 성장 중

- 우리나라의 무인기 기술 개발은 군사용도가 주목적으로, 2013~2017 년 국방중기계

획에 따르면 전투력 강화를 위한 소형정찰용 UAV 를 확충한다는 계획

- 군사용도 외에는 무인 항공기를 이용한 비료와 농약살포, 산림 및 해상 측량, 사진촬

영 등의 목적으로 사용하는 것과 일부 여업에만 드론을 허용

- 기획재정부와 미래창조과학부가 민간 무인 항공기 실용화 기술개발사업(2013~2022

전세계 무인 비행기 시장 규모 미국의 허가 받은 민간 드론의 수

<자료>: Teal Group & FAA

(그림 7) 무인항공기 시장규모 발전 전망

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년)을 진행중이나, 이 역시 용도는 해양감시와 촬영, 농약살포, 환자수송 등에 활용하

여 안전관리 체계 구축 및 사고예방에 초점을 맞추고 있음

- 따라서 국내에서 상용으로 드론 활용을 본격화하기 위해서는 제도적 정비가 뒤따라

야 하며, 외국의 경우와 마찬가지로 충돌감시와 관제를 위해 일반 비행 관제시스템에

포함시키는 것을 비롯해서 프라이버시 보호를 위한 이슈 등에 한 논의가 필요할

전망

<참 고 자 료>

[1] Nate Swanner, “FAA reviewing drone approval process for commercial use,” SlahsGear, 2014.

5. 18.

[2] Han Shasha, “Booming commercial drone market yearns for legitimacy in US,” People Daily,

2014. 5. 16.

[3] Henry C. Jackson, “For North Dakota, drones a possible growth market,” Phys.org, 2014. 4. 27.

[4] 김지원, “드론의 공습: 방산을 넘어 상어용 드론 시장 개화”, KB투자증권 투자정보팀, 2014. 4. 17.