지난 17일 오후 2시 경기도 어섬비행장에서 특별한 비행시험이 진행됐다. 무더운 폭염과 초속 10m의 강풍 등 기상조건은 나빴다. 상황실의 명령이 떨어지자 3대의 드론이 약간의 시간차를 두고 이륙하더니 편대를 이루고는 날아갔다. 도착한 곳은 교통사고 현장 상공. 드론들은 부상자의 상태를 각각의 위치에서 실시간으로 촬영하여 상황실로 전송했다. 길 한복판에 있던 부상자가 갓길로 옮겨지자 일정한 편대를 유지하며 부상자의 이동경로를 따라 비행하며 사고현장의 모습을 지속적으로 전송했다. 마침내 부상자가 구급차에 실려 병원으로 후송되자 복귀명령이 내려졌다.  터에 3대의 드론이 무사히 착륙하자 커다란 환호성이 터져 나왔다. 사람의 조종이 전혀 없이 모두 자동으로 이루어진 비행. 대한민국 로봇드론의 시대가 열리는 순간이었다.

스스로 상황을 판단하여 비행하는 로봇드론…드론 분야의 ‘블랙이글스’가 나타난 셈
편대비행은 2대 이상의 항공기가 일정한 거리와 간격을 유지하는 비행술의 하나로 주로 전투기들이 충돌을 막기 위해서나 공격 및 방어력을 높이기 위해서 사용한다. 높은 고도에서 초속으로 나는 비행체들이 일사불란하게 움직여야 하기에 편대비행은 경력이 높은 조종사들도 손에 땀을 쥐게 하는 비행술이다. 대한민국 공군의 기술력을 전세계에 보여주고 있는 곡예비행팀 ‘블랙이글스’의 조종사들은 경력 7년이상의 베테랑 조종사들로만 구성되어 있다.

세계인의 눈을 사로잡은 평창동계올림픽 개막식의 드론 편대비행
지난 2월 세계인의 눈이 평창에 쏠렸다. 그들을 사로잡은 명 장면 중에는 드론 편대비행이 있었다. 1218대의 드론이 동시에 날아올라 올림픽마크를 밤하늘에 수놓자 사람들은 큰 감동에 휩싸였다. 이때 사용된 기술은 미리 비행경로를 따라 일정한 시간 간격으로 각각의 드론을 목표 위치로 이동시킨 후 정해진 부분에서 특정한 색을 켜는 것이다. 드론 컨트롤 시스템 분야에서는 일반적인 기술이지만 1218대라는 거대한 규모의 드론에어쇼를 연출해냈다는 점에서 그 의미가 크다.

드론 편대비행에 담긴 최첨단 항공기술의 세계
드론의 자동 이착륙이나 경로비행 등의 기술은 공개되어 있어 누구나 손쉽게 사용 가능하다. 하지만 이러한 드론의 기본 기능도 많은 기술들이 사용된 것이다. 원격으로 다수의 드론을 조종하는 소프트웨어의 경우에는 더욱 복잡하고 다양한 기술들이 적용된다. 상태와 항적 등을 실시간으로 분석하고 보정하기. 실시간으로 영상을 분석하여 목표대상과의 상대적 위치 및 움직임 계산하기, 바람 등의 외력과 지형에 따른 비행상태 모니터링 등이 그것이다. 여기에 비행 중 편대의 진형변경과 각 드론 간 충돌방지, 그리고 하나의 드론이 아닌 편대 전체의 수동 조종 시 편대의 움직임 계산, 긴급상황 시 드론의 편대 이탈상황 등에 따른 대처 등 편대의 규모와 임무에 따라 고려해야 할 경우의 수는 말 그대로 기하급수적으로 증가하기 마련이다.

‘드론 자동 편대비행기술’을 개발한 ㈜마인드크립션기술연구소…최첨단 항공 소프트웨어 개발경험을 가진 수장과 젊은 과학자들의 열정이 이뤄낸 쾌거
광활한 어섬비행장에서 땀에 흥건히 젖어 환호성을 내지른 이들은 바로 ㈜마인드크립션기술연구소의 연구원들이다. 시험비행에 성공한 ‘드론 자동 편대비행기술’은 미리 정해진 경로가 아닌, 실시간 교통정보가 업데이트되는 네비게이션처럼 바뀐 상황에 맞춰 경로가 수정, 변경된다. 또한 비행 중 편대진형의 유동적인 변형도 가능하며, 여러 편대의 병합이나 분리는 물론 편대간 드론의 교환배치도 가능하다. 이런 기술은 실제 전투기 편대의 임무수행 중 일어날 수 있는 상황을 바탕으로 한 것으로 무인기나 로봇에도 적용될 수 있다.

모든 로봇에 적용될 수 있는 컨트롤 플랫폼
현재 ㈜마인드크립션기술연구소에서 주력하고 있는 또 하나의 기술은 ‘모든 로봇에 적용될 수 있는 컨트롤 플랫폼’이다. 현재 개발 중인 로봇 컨트롤 시스템은 세계적으로 실제 운용되는 항공기에 적용되는 보안과 안전요건에 맞춘 시스템으로 무인자동차를 비롯하여 무인항공기, 선박 및 잠수정 등 운항이 가능한 플랫폼은 물론, 산업용 로봇에서 서비스 로봇까지 모든 컨트롤 시스템에 적용할 수 있다. 또한 이 플랫폼을 적용한 로봇들은 상호간 데이터 공유가 손쉽게 이루어진다. 또, 사용자가 원하는 부분을 직접 만들어서 추가할 수 있도록 사용자의 편이성과 기능의 확장성을 높였다. 여기에 필요한 소프트웨어 프레임워크는 이미 완성단계에 있으며 이를 적용한 군집(swarm)비행을 1년 내에 시연할 예정이라고 한다.

각 드론이 독립적으로 판단하여 비행하는 ‘군집비행’ 시연도 1년 안에 열릴 계획
무인기의 편대비행은 컴퓨터 서버나 편대장 기체가 다른 무인기들에게 위치나 임무관련 명령을 일일이 지시한다. 하지만 ‘군집비행’은 군집단위의 명령을 받은 후에는 비행이나 임무관련 판단을 부분적으로 각 기체가 독립적으로 결정한다. 예를 들면 각 기체는 주변의 기체들과 대화하며 상황을 계속해서 살펴야 하며 충돌이나 이탈여부를 자체적으로 판단하고 이를 해결하기 위한 조치를 스스로 결정해서 실행한다. 관리자가 각 기체의 모든 것을 명령하는 편대비행과 달리, ‘군집비행’은 각 기체의 독립성과 자율성을 부여하는 근본적으로 전혀 다른 기술이다.

미래 산업의 주역인 로봇 및 무인운항체 소프트웨어를 개발하는 ㈜마인드크립션과 보안솔루션 분야 국내 1위 기업인 ㈜바이오닉스진과 손잡다
㈜마인드크립션은 항법과 센서퓨전, 컨트롤 시스템 전문가들을 중심으로 로봇과 무인운항체(무인항공기, 무인자동차, 무인잠수정 등)에 사용될 수 있는 소프트웨어를 연구개발하고 있다.  특히 관련 프로젝트를 총괄하고 있는 박시몽 CTO는 이미 검증된 항공소프트웨어 및 시스템 설계부분의 최고 전문가다. 그는 과거 미국에서 전투기의 항법 소프트웨어 설계와 록히드마틴 F-22의 무장체계 시스템(SMS) 소프트웨어의 설계 총책임자를 지냈다. 또 사물인식, 센서퓨전, 스테가노그래피(steganography), 암호화 등 원천기술의 연구개발을 함께 해 왔던 연구진들도 프로젝트에 참여하고 있다. 또한 최근 국내 보안솔루션 분야 1위 기업인 ㈜바이오닉스진과 손잡고 ㈜마인드크립션은 현재 국내시장은 물론 해외시장을 목표로 로봇 컨트롤 플랫폼 사업을 진행 중이며, 특히 드론을 포함한 무인운항체 시스템은 규제가 비교적 까다롭지 않은 해외시장을 주요 목표시장으로 하여 진행하고 있다. 아직 불모지와 다름 없는 대한민국의 로봇과 무인운항체 분야를 세계의 선두로 끌어올린 견인차가 되기를 기대해본다.
 

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