드론은 오랜 길을 걸어왔습니다. 더 멀리, 더 빨리 비행할 수 있을 뿐 아니라 더 많은 일을 할 수도 있습니다. 이를 위해서는 비행하고 업무를 수행하기 위해 점점 더 다양한 전자 부품이 필요합니다.
드론이 보안 및 군사, 농업, 응급 처치 및 의료, 그리고 당연히 배송 등과 같은 다양한 분야에서 기능을 수행하기 위해서는 메모리, 데이터 저장, 모터 제어, 심지어 인공 지능과 머신 러닝의 탑재가 필요합니다. 최근 몇 년 동안 크게 성장한 드론 서비스 시장의 규모는 2025년에 636억 달러로 성장할 것으로 예상됩니다.
전자 부품과 반도체 기술의 발전은 드론 기술의 향후 발전, 그리고 드론이 더 많은 분야에 사용될 가능성과 밀접한 연관이 있습니다.
드론 교통, 전환점을 맞다
역사를 정확히 따져보자면 드론의 개념은 오스트리아 군인들이 폭발물이 탑재된 무인 열기구로 베니스를 공격했던 1839년으로 거들러 올라갑니다.
무인 항공기라고도 불리는 오늘날의 현대식 드론의 최초의 예도 1982년에 시작된 대대적인 드론 전쟁으로, 그 성격은 군사적인 것이었습니다. 오늘날 군대에서는 드론을 목표물에 대한 무기 공격과 적의 위치를 파악하기 위한 통신 방해, 그리고 심지어 조종사의 생명을 구하기 위한 유인 수단으로 사용하고 있습니다.
드론을 군사용으로 활용하기 위한 개발 노력은 상용 드론의 발전과 성장을 자극하여 지난 20년 동안 더 많은 분야에 드론이 사용되기 시작하였으며 이에 따라 2006년에는 미국연방항공국(FAA)에서 허가를 요구하기 시작했습니다. 한동안은 허가서가 그렇게 많이 발급되지 않았지만 2013년에 Amazon이 드론을 사용하여 배송하는 개념을 시범적으로 도입하겠다고 발표한 후 2016년까지 FAA에서 발행한 허가는 수천 건에 달했습니다.
더 많은 기업들이 드론을 만들어서 팔려고 하고 또 드론을 다양한 목적으로 활용하려고 하면서 지난 5년 동안 드론 기술은 전환점을 맞이하였습니다.
드론 배송은 시작일 뿐
Amazon이 일찌감치 드론을 배송에 상업적으로 이용하겠다고 나선 것은 놀랄 만한 일이 아니지만, 물건을 옮기는 일은 드론 기술을 활용할 수 있는 많은 분야 중 하나에 불과합니다.
2020년 여름에 Amazon Prime Air 드론 배송이 도입되기 이전에 이미 중국의 전자상거래 회사 JD.com은 2016년에 중국에서 사람이 가기 힘든 지역에 사는 고객들에게 가기 위해 드론을 사용하기 시작했습니다. 2019년에 FAA의 승인을 얻은 UPS의 Flight Forward는 상용 항공기로 운영되는 최초의 드론 서비스였습니다. 상용 드론 배송 서비스는 호주와 유럽에서도 확인할 수 있습니다. 드론은 고객에게 물건을 배송하는 데 사용되기도 하지만, 특히 사람의 손길이 닿기 힘든 영역에서 레이저나 마커의 도움 없이 재고를 스캔하는 데 도움을 주는 자율 로봇이 더 확산됨에 따라 물류 창고에서도 사용되고 있습니다.
드론의 여러 사용 분야에서 공통적으로 작용하는 이점은 특히 비상 시나 재난 발생 시 드론이 사람에게 안전하지 않거나 사람이 갈 수 없는 곳에 갈 수 있다는 점입니다. 드론은 현재 재난 대응 예측에 사용되고 있습니다. 열 감지 장치가 장착된 드론은 열 신호를 감지하여 긴급구조대를 화재 발생 지점으로 안내하거나 조난자들이 지진 후에 돌더미에 묻혀 있더라도 그 위치를 파악함으로써 탐색 및 구조에 활용될 수 있습니다. 또한, 오지나 허리케인이나 홍수 같은 자연재해로 인해 접근할 수 없게 된 지역에 의료 보급품을 배송하는 데도 드론을 이용할 수 있습니다. 또, 드론이 망가진 통신 설비를 임시로 대체할 수도 있습니다.
좀더 일반적인 용도로 사용되는 드론에는 농부들이 방대한 농경지에 퍼져 있는 농작물을 주기적으로 검사하는 수고를 덜어주기 위한 농업용 드론이 있습니다. 가축을 모니터링하여 다치거나 사라진 동물을 찾아내는 데 드론을 사용할 수 있고, 드론을 이용해서 3D 지형도를 작성하여 토양의 품질을 더 잘 파악하고 영양분이 부족하거나 고갈된 지역을 파악할 수 있습니다. 또한, 씨앗을 심고 농약 등을 뿌리고 관개를 모니터링하는 데에도 드론을 이용할 수 있습니다.
농업이든 다른 분야가 되었든, 그 기능을 뒷받침하기 위해 메모리, 프로세서, 모터 제어장치, 센서 및 네트워킹 성능 장치 등 수많은 전자 부품이 필요합니다.
센서를 통한 감지와 조향
드론에서 가장 중요한 부품은 센서입니다. 왜냐하면 정밀 비행과 오늘날 다양한 사용 분야에서 요구되는 수많은 성능을 위해서는 센서가 필요하기 때문입니다.
대기압을 감지하는 센서는 드론이 고도를 안정적으로 유지하고 사진이나 동영상을 촬영할 때처럼 필요 시 정지 비행을 할 수 있게 해줍니다. 농작물에 비료 등을 살포하는 용도로 사용되는 드론의 경우, 차압 센서가 드론이 일정한 속도를 유지하고 살충제를 균일하게 살포하는 데 필요한 대기 자료를 제공합니다. 어떤 드론 센서들은 수동적으로 작동하여, 물체에서 반사되는 빛이나 비행기 엔진 등 비행 물체의 소음과 같이 주위에 존재하는 정보를 수집합니다.
드론에 사용되는 더 능동적인 센서에는 전파를 방출하여 반사되는 에너지를 측정함으로써 감지된 물체의 위치와 속도 특성을 파악하는 레이더가 있습니다. 라이다(LiDAR)는 빛을 기반으로 한 방사 레이저로, 주변 물체에 맞은 후 반사됩니다. 드론은 자율주행차가 운전에 사용하듯이 내비게이션을 위해 LiDAR를 사용합니다. 그 밖의 센서에는 항공 사진을 촬영하고 고해상도 동영상을 녹화하는 실제 카메라가 있습니다.
센서는 그 유형을 불문하고 저장, 처리, 전달해야 하는 데이터를 수집합니다. 사용 분야가 다양해지고 점점 더 복잡해짐에 따라, 드론에 장착되는 전자 부품이 더 많아지고 있습니다.
새로운 자율주행차로 부상하는 드론
도로 위를 달리는 자동차와 마찬가지로, 드론이 수집하는 데이터의 다양성은 저장이라는 측면에서 과제를 제시합니다. 데이터의 상당수가 사진과 동영상의 형태여서 기기에 잠시 동안 저장해야 할 뿐 아니라 분석을 위해 빼내야 하기도 합니다.
특히 고해상도 동영상을 수집할 경우에는 드론이 적절한 양의 저장 용량을 갖출 필요가 있습니다. 이 데이터 기억장치는 보안 기능을 갖춰야 하는데, 이는 기본적으로 드론이 연결된 엔드포인트로서 데이터를 저장하거나 전송할 때 해킹을 당할 수 있기 때문입니다. 드론이 얼마나 영리하냐에 따라서도 필요한 저장 용량이 결정될 것입니다. 오늘날의 드론은 이제 사후에 분석을 위해 원시 데이터를 전송할 뿐 아니라 감지하는 내용을 실시간으로 처리하고 보고할 수 있습니다. 간단한 작업을 하는 드론은 탈착식 SD 카드만 필요하겠지만, 어떤 분야에서는 모든 기능을 갖춘 SSD가 필요할 수 있습니다.
드론의 역할이 점점 더 복잡해지면서 메모리와 프로세싱에도 더 큰 발전이 요구되고 있습니다. 사물 인터넷과 마찬가지로, 드론의 다양한 활용 분야에서도 메모리, 프로세서, 비디오 카드의 사양을 필요로 하고 있습니다. NAND 플래시와 NOR 플래시는 모두 기기 자체의 저장과 프로세싱을 위한 수단이 될 수 있으며, 실시간 AI와 분석을 수행하는 드론에는 저전력 DRAM도 필요할 것입니다.
드론이 수집한 모든 데이터는 중앙 위치로 전송되어야 합니다. 어떤 사용 분야에서는 착륙할 때까지 기다렸다가 데이터를 전송해도 괜찮겠지만, 정확하고 안전한 조종을 위해서만이라도 드론에는 확실하고 안전한 연결이 필요합니다. 5G를 통한 연결은 드론이 자율 비행을 할 수 있게 해줄 것이며 대량의 데이터를 현장에서 실시간으로 처리하여 고급 분석과 AI 프로그램을 지원할 것입니다.
도로 위를 달리는 현대식 자동차와 마찬가지로, 드론의 미래는 드론을 폭넓은 엣지 컴퓨팅 인프라의 일부로서 의사 결정을 하고 중요한 서비스와 스마트 도시를 지원할 수 있는 하늘 위의 작은 서버로 변모시킬 수 있을 것입니다.