드론(Drone: 무인항공기)은 산업용 활용영역이 갈수록 확대되고 있다.
드론은 처음 등장할 당시 지형에 상관없이 손쉽게 촬영하거나 택배용으로 활용될 것이 기대됐으나 최근에는 산불 방제용이나 화재 현장의 인명 구조용이 부상하고 있다.
특히, 산업용 활용이 확대되고 있고, 석유정제 및 석유화학과 같이 설비가 대형이고 고도가 높은 설비는 물론 협소한 공간을 점검할 수 있는 영역의 활용이 기대되고 있다.
일본, 석유화학 플랜트 유지‧관리 적용 가속화
일본은 드론을 활용한 석유화학 플랜트 유지관리에 속도를 내고 있다.
일본 경제산업성과 소방청은 석유화학 컴플렉스에서 그동안 작업자가 육안으로 직접 실시했던 검사를 드론을 통해 촬영한 화상을 활용하는 방식으로 대체하기 위해 실증실험을 실시했으며 부식이나 마모 등을 확인하는데 충분한 수준으로 유효한 결과를 얻은 것으로 알려졌다.
석유화학 설비 점검에 드론을 활용하면 그동안 높은 곳에 설치한 설비를 검사할 때 사용했던 발판 설치 비용을 감축하고 업무 및 점검 효율화 등의 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다.
석유화학 컴플렉스는 고압가스 생산설비에서 도관을 제외한 대부분의 영역을 유지보수 담당자가 직접 눈으로 확인하는 방식으로 점검하고 있다.
일본은 최근 석유화학 설비 점검에 공업용 카메라를 사용하는 것을 허가했으며 제도상 드론으로 촬영한 사진을 활용하는데 문제가 없는 것으로 알려졌다.
하지만, 실제 효과가 어느 정도인지 규명된 바가 없고 안전한 비행이 가능한지도 확인되지 않아 어려움을 겪고 있다.
이에 경제산업성이 2020년 1월30일 이데미츠코산(Idemitsu Kosan)의 치바(Chiba) 사업장에서 드론을 탱크 내부에 비행시키고 사진을 촬영하는 실증실험을 실시해 부식, 마모, 흠집, 스케일 부착 및 퇴적, 파손, 금, 변형‧헐거움‧박리 등을 충분히 파악할 수 있음을 확인했다.
경제산업성은 소방청, 후생노동성과 협력해 플랜트에서 드론을 안전하게 비행시키기 위한 가이드라인을 작성하고 있다.
그동안 야외비행만을 대상으로 삼았으나 실증실험 결과를 활용해 실내에서도 안전하게 비행시키기 위해 필요한 위험평가와 리스크 대책을 강구해 드론을 플랜트 보안에 활용하는데 박차를 가할 방침이다.
경제산업성은 고압가스 설비 보안검사 기준을 수정함으로써 그동안 작업자가 눈으로 직접 보면서 검사했던 도관, 계기류, 플레어스택 등을 공업용 카메라를 활용하는 검사로 대체할 계획이다.
리베라웨어, 협소한 공간 전용모델 출시
드론 벤처기업인 리베라웨어(Liberaware)는 최근 협소한 공간 전용 소형 드론을 활용해 생산설비 점검을 실시하는 서비스를 추진하고 있다.
배터리를 포함해도 무게가 170g으로 가볍고 크기도 190×180×50mm로 매우 작아 석유화학 공장의 플레어스택이나 제철소 굴뚝, 배관과 보일러 내부에서 영상을 촬영함으로써 높거나 좁은 장소를 사람이 직접 점검할 때의 리스크를 완화시키고 발판 등 안전장치를 설치하는데 소요되던 코스트를 감축시키는데 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있다.
리베라웨어는 촬영 뿐만 아니라 영상 분석과 편집까지 일체화된 서비스를 제공함으로써 수요기업의 생산성 향상을 적극 지원하고 있다.
협소한 공간 전용 소형 드론 모델인 IBIS는 작은 사이즈를 활용해 지름 50mm의 좁은 배관 안에서도 안정적으로 비행할 수 있으며, Nidec과 공동으로 개발한 전용 방진모터를 탑재하고 있고 독자적인 프로펠러 설계기술을 활용해 밀폐형 모터이면서도 프로펠러를 통해 모터의 열을 방출할 수 있는 것으로 알려졌다.
리튬폴리머배터리를 포함해 대다수 기기를 자체 개발했으며 리스크나 코스트 발생 확률이 높은 협소공간 및 어두운 장소 등 각종 가혹한 환경에서도 안정적인 비행이 가능한 것이 특징이다.
산업설비 점검에 유독가스 농도 측정까지…
리베라웨어는 석유정제‧석유화학 공장, 제철소, 발전소의 보수 및 점검 작업용으로 IBIS형 드론을 제안하고 있다.
점검을 위해 설치하던 발판 등 안전장치 관련 코스트가 수백만엔에 달하지만 IBIS를 활용하면 전체 점검비용을 100만엔 이하로 줄일 수 있다는 점을 강조하고 있다.
지하의 좁은 구멍이나 천장 뒷부분, 교각의 다리 부분, 엘리베이터 내부 등에서도 점검 수요가 증가하고 있으며 미래에는 무인창고, 식물공장 등에서도 활용이 가능할 것으로 판단하고 있다.
리베라웨어는 점검작업 자체를 위탁하는 점검 서비스 플랜과 정액제로 회원기업에게 IBIS를 2기 렌탈하는 도입 플랜을 갖추고 서비스를 적극화하고 있다.
도입 플랜은 렌탈 중 고장 및 손상이 발생해도 몇 번이든 기체를 교환할 수 있으며 인원 제한 없이 1개월마다 1번씩 조종 강습을 받을 수 있어 드론 파일럿 육성 비용까지 절감이 가능한 것이 강점이다. 
드론으로 촬영한 영상을 3D화하거나 파노라마로 편집해 제공해 보고서 작성, 거리 측정 업무에 도움이 된다는 평을 받고 있으며 AI(인공지능)를 활용한 이상 검출 시스템 구축 등도 위탁받은 상태이다.
최근에는 일산화탄소(CO) 감지기를 탑재한 드론 개발에도 착수했다.
드론이 촬영한 실시간 영상을 통해 일산화탄소를 감지하거나 황화수소(H2S) 등 유독가스 농도를 표시함으로써 비행 중 농도를 로그 데이터로 저장할 계획이며 제철소 등이 많은 관심을 나타내고 있어 2020년 공동 실증실험을 실시하고 2021-2022년경 상업화가 가능할 것으로 기대하고 있다.
DJI, 충돌방지 강화 신규 플랫폼 공개
세계 최대의 드론 메이저로 부상한 중국 DJI는 최첨단 기술을 탑재한 드론 플랫폼을 공급한다.
DJI가 최근 출시한 드론 플랫폼 Matrice 300RTK는 비행시간, 센서, 비콘(Beacon)을 활용해 충돌방지 기능을 강화했으며 점검 자동화 기능을 탑재하고 있어 작업 효율을 대폭 향상시킬 수 있을 것으로 기대되고 있다.
동시에 출시한 하이브리드 멀티 센서 카메라 Zenmuse H20 시리즈와 조합하면 인프라 점검, 소방업무 등으로 광범위하게 적용할 수 있을 것으로 예상되고 있다.
Matrice 300RTK는 최대 비행시간이 55분으로 공중 비행시간도 140% 향상시켰다.
급속충전 배터리 스테이션은 1대로 충전‧보관‧운반을 모두 대응할 수 있으며 약 70분 동안 배터리 2개를 동시에 충전하기 때문에 비행과 동시에 충전한다면 연속 비행도 가능한 것으로 알려졌다.
최대 전송거리가 8km에 달해 영상 누락이나 전파 차단 문제를 다수 해소했으며 수평을 유지하기 위한 짐벌(Gimbal)을 동시에 최대 3개 탑재할 수 있어 다양한 산업계에서 활용이 기대되고 있다.
기체 6면 모두에 스테레오 비전 센서와 TOF 적외선 센서가 복합된 충격 감지 센서가 탑재돼 있고 교각 아래 등 어두운 곳을 지날 때는 기체 위아래 보조조명을 비추어 비전 센서를 작동시킬 수 있다.
먼 거리에서도 기체 위치를 눈으로 확인할 수 있도록 충격 방지 비콘도 탑재하고 있다.
Zenmuse H20 시리즈는 적외선 카메라를 탑재한 H20T와 탑재하지 않은 H202 모델로 구성돼 있으며 20메가픽셀의 광학 23배 줌 카메라, 광각 카메라, 레이저 거리 측정기 등을 탑재하고 있다.
특정부분을 줌카메라로 촬영한 후 광각 카메라의 영상과 조합해 상황을 파악하고 레이저 거리 측정기로 위치정보를 확인할 수 있다.
DJI는 신규 플랫폼과 카메라 시리즈를 활용해 스마트 점검을 실시하면 점검작업을 자동화함으로써 각도나 코스에 구애받지 않고 원하는 대로 여러 번 점검할 수 있다고 강조하고 있다.
점검 장소끼리 비교하거나 정확도를 높이는 작업도 가능해질 것으로 기대하고 있다.
경찰‧소방업무나 전력‧통신 인프라, 공장 설비 점검 등에 적합할 것으로 판단하고 있으며, 특히 시장이 큰 교량 점검은 구조물 자체 점검 뿐만 아니라 통신 케이블, 전력선, 파이프라인 등 관로 점검 수요가 상당할 것으로 기대하고 고기능 및 안전설계 솔루션이라는 점을 부각시키면서 제안을 강화하고 있다.
미국, 군사기밀 유출 우려 DJI 퇴출 시도
DJI는 글로벌 민간용 드론 시장도 70% 이상을 장악하고 있으나 최근 국제정치의 벽에 부딪혀 성장성이 의문시되고 있다.
미국-중국 무역전쟁의 불똥이 중국 통신기업 화웨이(Huawei)에 이어 DJI로 옮겨붙고 있기 때문이다.
미국 국제무역위원회(ITC)는 2020년 5월 DJI가 미국의 한 드론 생산기업 특허를 침해했다는 이유로 DJI가 생산하는 일부 항공 촬영용 드론에 대해 미국 수입 금지령을 내렸고, 수입 금지령이 의회 등을 거쳐 승인되면 DJI는 관련제품을 미국에서 모두 철수시켜야 한다.
미국 의회도 DJI가 공급하는 드론 판매금지 관련 법안을 발의했고, 미국 육군은 DJI 드론의 사용을 중단한 것으로 알려졌다.
미국은 DJI가 중국군과 협력관계에 있다는 점을 부각시키고 있다.
DJI는 에어로스코프(AeroScope) 같은 기술을 개발해 중국군에 제공하는 것으로 알려졌다. 에어로스코프는 안테나를 활용해 반경 18km 이내 드론 및 조종사 위치를 파악하는 기술로 국가 보안기관이 안전 목적으로 사용하지만 감시 목적으로 악용될 수도 있기 때문이다.
중국이 드론을 활용해 사회감시 체계를 강화하고 있다고 국제사회가 비판하자 DJI는 신장 공안국에 경찰 드론을 제공한다는 내용의 전략적 협력 소식을 홈페이지에서 삭제하고 “모두 거짓말이며 매우 과장된 것”이라고 반박했다.
중국은 드론을 스파이 활동에도 이용할 것으로 우려되고 있다.
미국은 정부기관에서 사용하는 드론의 약 80%가 DJI 공급제품으로, 미국 정부는 드론으로 촬영된 기밀이 해킹으로 중국에 넘어갈 수 있다고 우려하고 있다.
이에 따라 미국 의회는 2019년 12월 DJI가 공급하는 드론을 사용하지 못하도록 금지하는 내용의 국방수권법 제정에 들어갔고, DJI 관련 드론 사용금지 관련법안 20개가 발의된 것으로 알려졌다. 미국 육군은 2017년 보안을 이유로 DJI가 생산한 드론 사용을 중단했다.
코스트 경쟁력 우위에 연구개발로 기술 혁신
미국이 DJI에 대한 견제를 강화하고 있는 것은 DJI의 독주를 막기 위한 것으로 해석되고 있다.
글로벌 드론 시장조사기업 드로니(DRONII)에 따르면, 2019년 미국 드론 시장의 76.8%를 DJI가 장악하고 있으며 인텔(Intell)은 3.7%, 유닉(Yuneec)이 3.1%로 뒤를 따르고 있다. 글로벌 시장점유율도 비슷한 수준으로 파악되고 있다.
DJI는 가격 대비 성능이 뛰어나 글로벌 시장을 장악하고 있으나 장악력이 지나쳐 견제를 부르고 있는 것으로 나타나고 있다.
드론은 미래 공중전투에서 유용하게 사용될 것으로 전망되는 기술로 미래 하늘을 지배하기 위해서는 드론 기술력 확보가 필수적으로 요구되고 있다.
미국은 DJI의 독주를 막음으로써 군사용 드론 기술력에서 우위를 확보하는 전략을 실행하고 있는 것으로 알려졌다. 미군은 30종의 군사용 드론 8000대 이상을 보유하고 있는 반면 중국군은 2000년대 후반부터 상대적으로 뒤늦게 군용 드론 개발에 뛰어들지만 현재 군용 드론 20종 이상을 개발했고 미군을 위협하고 있다.
그러나 산불을 감시하는 야생동물관리국 등 미국 내무부 산하기관들은 DJI가 공급하는 드론 사용금지 조치에 반대하고 있다. 아직 미국의 기술력이 부족하고 코스트가 높기 때문이다. 이에 미국 정부는 산불 진압 등에만 일부 예외를 두기로 결정했다.
하지만, 중동지역도 미국산 대신 중국산 드론을 선택하면서 DJI의 영향력이 확대되고 있다.
DJI는 경쟁력이 높은 것으로 평가되고 있다.
DJI는 2018년 기준 전체 직원이 약 1만4000명에 달하고 전체 직원의 30% 이상이 R&D(연구개발) 인력으로 기술 혁신을 꾸준히 진행하고 있는 것으로 알려졌다. (K)
