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스크래치/드론코딩

드론교육 드론을 알아봐요 1

드론교육 포스팅을 시작합니다

이번 드론교육 포스팅에서는 드론의 정의와 가치를 알아보겠습니다. 드론의 뜻은 무엇이며 어떤 종류의 드론이 있는지 알아보겠습니다. 또한 드론이 어떤 가치가 있고 드론산업의 전망을 살펴보겠습니다. 이번 드론교육 포스팅으로 드론에 더 가까워지면 좋을 것 같습니다.

 

드론교육 드론의 정의을 알아보겠습니다

2018년 열린 평창 동계올림픽 개막식은 볼거리가 많았습니다. 그중에서도 하늘을 수놓은 드론의 군집비행이 큰 화제였습니다. 생방송으로 진행된 개막식에서 1218대의 드론 ‘슈팅스타’가 움직이면서 스노보더, 오륜기 등의 모양을 만들었고, 새로운 기네스 기록을 세웠습니다.


‘드론’은 무인 비행체(Unmanned Aerial Vehicle)로 사람이 탑승하지 않고, 원격으로 조종하거나 소프트웨어로 움직이는 비행 장치를 말합니다. ‘드론’이라는 뜻은 최첨단 기술과 밀접한 관계가 있는 것 같지만 수벌이 윙윙거리며 나는 모습이나 그 소리를 의미합니다. 또한 16세기 영국에서는 게으른 남자를 드론이라 했습니다.

드론교육 - 드론의 뜻(수벌의 소리, 게으른 남자)

 

윙윙거리는 수벌과 게으른 남자라는 뜻을 가졌던 드론이, 어떻게 무인 비행체를 의미하게 되었을까요? 미국 해군 제독 윌리엄 스탠리(William Standley)는 1935년 영국 해군의 훈련을 참관했습니다. 그때 영국 해군은 ‘DH 82B Queen Bee(여왕벌)’라는 원거리 조종 무인 비행기를 띄워 날려 놓고 이를 맞추는 사격 훈련을 선보였습니다.


깊은 인상을 받은 스탠리 제독은 비슷한 비행체를 만들었고, 영국 ‘여왕벌’에 경의를 표현하기 위해 ‘게으른 수컷 벌’의 뜻을 가진 ‘드론’이라는 이름을 붙였습니다. 이후 미군은 전통 비행기를 연습용으로 개조한 무인 비행기를 드론이라 불렀습니다.

드론교육 수벌과 드론

 

무인 비행체를 나타내는 다른 용어도 있습니다. 현재 우리 군에서는 무인 비행체를 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)라고 부르고, 국제민간항공기구인 ICAO(International Civil Aviation Organization)에서는 RPAS(Remotely Piloted Aircraft Systems)라고 부릅니다.

 

1960년, 소련의 군사 시설을 정찰하던 미국의 유인 정찰기 U2가 미사일에 격추되는 사건이 있었습니다. 이후 미국은 자신의 군인을 보호하기 위해 정찰기능 중심의 무인 비행기를 본격적으로 개발했습니다. 이렇게 드론은 군사 목적으로 개발되었고, 현재에도 상용화한 드론의 80% 이상이 군사적 목적으로 사용됩니다. 최근 민간에서도 상업용 드론 시장이 빠르게 성장하고 있으며, 다양한 기술과 융합하여 새로운 시장을 열고 있습니다.

 

드론교육 드론의 종류를 알아보겠습니다

드론교육에서 드론의 종류 알아보겠습니다. 드론은 용도나 크기 등으로 종류를 구분할 수도 있지만, 날개의 형태로 드론의 종류를 설명하겠습니다. 드론은 날개의 형태에 따라 고정익(fixed wing) 드론, 회전익(rotary wing) 드론, 그리고 두 가지 방식이 혼합된 복합형으로 나눌 수 있습니다.

 

우리가 흔히 보는 비행기모양의 드론을 고정익 드론이라고 합니다. 고정익 드론은 날개가 고정되어 있고, 프로펠러나 엔진의 힘으로 비행합니다. 따라서 이·착륙할 때 활주로가 필요하며, 일정 속도 이상이 되어야 날 수 있어서 제자리에 멈출 수 없습니다.

고정익 드론

 

이러한 단점을 극복하고자 활주로 없이 이·착륙할 수 있고, 제자리에서 비행할 수 있는 회전익 드론이 등장했습니다. 회전익 드론은 프로펠러를 빠르게 회전시켜 비행합니다. 하지만 동력 낭비가 심하고, 끊임없이 날개를 회전시키기 때문에 공기 흐름에 민감합니다.

회전익 드론

 

고정익 드론과 회전익 드론의 단점을 보완하기 위해 만들어진 것이 틸트로터형 드론입니다. 틸트로터형 드론은 이·착륙, 정지 비행은 회전날개를 이용하고, 수평으로 움직일 때는 고정날개를 사용해 움직입니다. 하지만 이 드론 역시 공기 흐름이 불안정하면 추락할 수 있습니다.

틸트로터

 

마지막으로 개발된 드론은 멀티 로터형 드론입니다. 우리가 흔히 알고 있는 드론이 이 멀티 로터형입니다. 멀티 로터는 날개(rotor)가 여러(Multi) 개 있다는 뜻입니다. 멀티로터형 드론은 세 개 이상의 회전날개로 비행합니다. 공기 역학적 안정성도 뛰어나고, 회전익 드론처럼 수직으로 이·착륙할 수 있고, 제자리에서 비행할 수도 있습니다.

 

또한, 여러 개의 날개를 사용하므로 추락위험도 줄었습니다. 멀티로터형 드론은 프로펠러의 개수에 따라 쿼드(4)콥터, 헥사(6)콥터, 옥타(8)콥터 등으로 나뉘고, 드론마다 특성이 다릅니다.

멀티콥터의 종류

 

드론의 가치를 알아보겠습니다

드론교육 포스팅의 다음 내용으로 드론의 가치를 살펴보겠습니다. 드론 산업은 통신·제어 기술의 발전으로 미래의 비즈니스 도구이자 4차 산업혁명의 핵심 키워드가 되고 있습니다. 항공, 소프트웨어, 센서 등 첨단기술과 융합한 산업으로 성장 잠재력이 매우 큽니다. 드론 시장은 향후 10년간 연평균 17% 성장하여 2025년에는 239억 달러 규모에 이를 것으로 전망됩니다.

드론시장 전망(출처 : TealGroup)

 

세계 여러 나라에서도 드론 산업에 관한 관심이 커지고 있습니다. 미국은 드론 산업 키우고자 10개 도시에서 시범 산업을 진행하고 있습니다. 우리나라도 드론을 8대 선도산업으로 지정해서 적극적인 투자를 하고 있습니다.


드론은 이제 우리 일상에서 흔하게 볼 수 있습니다. 전문가들은 드론이 그 자체로 거대한 산업이자 기존의 산업 시스템을 바꾸게 될 것으로 전망합니다. 조종이 쉽고, 운용과 관리 비용이 상대적으로 저렴하고 수직 이착륙을 할 수 있어 다양한 분야에 활용됩니다.

 

모바일 생태계를 만든 스마트폰처럼 드론도 새로운 생태계를 만드는 플랫폼이 될 것이라고 합니다. 기술 및 부품, 소프트웨어, 서비스 등 관련 산업의 성장을 이끌고, 4차 산업혁명과 더불어 인공지능, GPS, 빅데이터 등 여러 기술과 결합하면 드론의 활용 분야는 무궁무진해질 것입니다. 드론의 시작이 된 군사용 무기에서부터 건설, 에너지, 물류, 재난구조, 교통 관측, 과학 연구, 농업, 환경오염 제거, 촬영, 취재, 취미 등 활용할 수 있는 분야는 그야말로 무궁무진합니다.

 

많은 영화사는 아슬아슬한 장면을 촬영하기 위해 고해상도 카메라가 달린 드론을 사용합니다. 원래는 헬리콥터를 사용해서 사람이 직접 촬영해야 하지만, 드론을 사용해서 촬영 비용을 많이 줄이고 있습니다. 지진이나 해일과 같은 자연재해뿐만 아니라 여러 시위나 사고 현장 등 기자가 접근하기 어려운 지역에 드론을 보내 사진이나 영상을 촬영해서 기사를 씁니다. 이를 드론 저널리즘(Drone Journalism)이라고 합니다.

 

한국토지주택공사(LH)는 드론을 토지조사에 활용하고 있습니다. 드론이 공중에서 촬영한 사진으로 면적을 측정해서 주택이 얼마나 있는지 등의 현황조사를 합니다. 사람이 가서 직접 조사하는 것보다 적은 비용으로 더 정확하고 빠르게 조사할 수 있게 되었습니다.

 

2014년 브라질 월드컵에서 브라질 정부는 치안을 위한 감시용 드론을 운용했습니다. 또한, 미국의 카오틱 문 스튜디오(Chaotic Moon Studios)가 개발한 무인 경비 드론 ‘큐피드’는 카메라로 집을 지키며 위험인물을 발견하면 전기 충격 장치로 기절시킵니다. 미국 마이애미 경찰은 적외선 카메라를 단 드론을 띄워 큰 인명피해 없이 현장에 숨은 범인들을 찾아내 체포했습니다.

농약살포/구호물품 이송/구조 활동

 

농업 분야도 드론 덕택에 새로운 변화를 맞이하고 있습니다. 농약을 살포할 때 드론을 사용하면 기존의 방식보다 시간과 비용 면에서 매우 경제적이고 안전합니다. 앞으로는 파종에서 수확까지 전 과정에 드론이 쓰일 것입니다. 대규모 농업이 발달한 미국에서도 드론을 적극적으로 활용하고 있습니다.

 

드론에 달린 카메라로 경작지를 조사해 필요한 비료를 자동으로 계산합니다. 어떤 농약과 비료를 얼마나 사용할지, 드론으로 축적한 데이터를 바탕으로 계산합니다. 심지어 열매 색깔을 분석해서 작물 상태를 파악하거나 나무에 살충제를 뿌리기도 합니다. 사물인터넷과 드론 기술의 융합으로, 농업의 새로운 패러다임인 스마트 팜(Smart Farm) 시대가 열리고 있습니다.


세계 인구는 2050년이면 90억 명을 넘어갈 것으로 예상합니다. 늘어나는 농산물 수요를 만족시키고 농업 생산성을 높이기 위해선 혁신적인 기술이 필요한데, 드론이 큰 역할을 담당할 것으로 기대됩니다.

 

드론교육 포스팅에서 다뤘던 내용을 영상으로도 자세히 설명했습니다. 관심있는 분들은 유튜브 영상을 한 번 보면 좋을 것 같습니다.

 

드론교육에 관심이 있는 분은 서점에서 <한권으로 코딩과 드론 날로먹기> 책을 검색해서 구입하시면 좋을 것 같습니다.

드론교육 책소개

 

 

아래 링크는 책 목차에 대해서 자세하게 소개한 포스팅입니다. 책에 관심이 있는 분은 아래 링크에 들어가서 포스팅 내용을 살펴보길 바랍니다.

 

코딩드론 목차소개

코딩드론 목차를 소개합니다. 이번 포스팅에서는 코딩드론의 교재의 목차를 소개하겠습니다. 한권으로 코딩과 드론 날로먹기 교재는 코딩과 드론을 한꺼번에 배울 수 있도록 만들었습니다. 코딩드론의 목차를 보면..

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