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Start Up Innovation / Science
도코모, 프로펠러가 없는 안전한 드론 개발
풍선 부력과 초음파 진동 이용

-- 이벤트 장소용으로 --
NTT도코모가 프로펠러가 없는 드론을 개발했다. 기체의 본체는 헬륨가스를 넣은 공 모양의 풍선으로 그 측면에 부착한 소형 냉각기로부터 바람을 송출하여 움직이는 구조이다. 드론의 날개가 사람이나 물건에 부딪힐 우려를 없앴으며 낙하 시의 사고 위험도 줄여 사람이 많은 이벤트 홀 등 실내에서의 이용이 예상된다.

도코모는 4월에 구형(球形)의 드론을 개발했다고 발표했다. 개발에 참여한 선진기술연구소의 야마다(山田) 씨는 “사람이 있는 실내에서도 안전하게 비행할 수 있는 드론은 수요가 크다”라며 날개를 없앤 드론을 만든 이유에 대해 밝혔다.

드론은 프로펠러가 달린 기체가 중심이 된다. 공중 촬영뿐만 아니라 무인 배송 등의 용도로 드론 사용이 확대되고 있는 반면, 안전 대책이 과제로 떠오르고 있다. 기후(岐阜) 현 오가키(大垣) 시에서는 2017년 11월에 개최된 이벤트에서 과자를 뿌리고 있던 드론이 중심을 잃고 상공에서 추락해 관객 3명이 부상을 당하는 사고가 발생했다. 국토교통성에 따르면, 2017년 비행 허가를 받은 무인항공기 1만건 당 사고 발생 건수는 20.2건이라고 한다. 국토교통성은 2020년에는 사고 발생을 절반으로 줄인다는 목표를 세우고 있다.

-- 프로펠러로 인한 부상 --
드론은 낙하뿐만이 아니라, 고속으로 회전하는 프로펠러에 손가락을 잘리는 사고도 일어난다. 이러한 사고 위험을 줄이기 위해 개발한 것이 구형 드론이다. 사고의 위험성이 줄어든다면 “드론이 활약할 수 있는 장소가 늘어날 것이다”(야마다 씨).

그러나 프로펠러는 드론이 비행하기 위해 반드시 필요한 부품이다. 날개를 없앤 드론이 하늘을 날 수 있을까? 이에 야마타 씨는 비행선처럼 풍선의 부력을 활용하는 방식을 도입했다.

도코모의 구형 드론의 기체는 직경 90cm정도로 헬륨가스를 충진하고 있다. 기체 전체의 중량과 균형을 이룰 수 있게 헬륨을 주입하고 있으며 “가스의 부력으로 공중에 뜰 수 있게 했다”(야마타 씨). 공중에 띄운 기체를 조작용 리모컨으로 전후∙좌우와 상하의 6방향으로 움직이게 할 수 있다.

구형 드론의 구조는 다음과 같다. 기체의 측면 2곳에 ‘초음파 진동 모듈’로 불리는 사방 2cm 크기의 소형기기 48개를 부착시켰다. 1초간 2만6천 회를 진동시켜 바람을 일으킨다. 진동 모듈을 조정함으로써 바람이 나온 방향과 반대 측으로 드론을 움직이게 하는 방식이다. 상하 좌우, 앞뒤로 움직이는 것이 가능하다.

-- 소음 문제도 해결 --
이 초음파 진동 모듈은 소형 디바이스의 냉각 등에서 사용되는 시판용 부품이다. “하늘을 날게 하는 용도로는 거의 사용된 적이 없었다”(야마타 씨). 그러나 미세하게 바람이 송출되고 있는 점에 착안했다. 초음파 진동 모듈에는 무거운 기체를 들어 올릴만한 파워가 없기 때문에 일단 가스로 띄운 풍선 타입의 기체를 움직이게 하는 추진력으로 사용하는 방식을 채택했다.

비행 속도는 최대 초속 20cm로, 연속 1~2시간 비행이 가능하다고 한다. 프로펠러를 없앰으로써 날개가 바람을 가를 때의 소음도 없앨 수 있었다. 기체가 풍선이기 때문에 사람이 많은 실내 등에서 이용할 경우, 만일 드론이 추락한다고 해도 사고로 인한 위험성을 줄일 수 있다. “사람이 없는 곳에서 만일의 경우, 드론이 지상에 떨어져도 괜찮다면 일반 드론이라도 상관없겠지만, 사람이 많은 곳에서는 구형 드론을 이용하는 편이 좋다”(야마타 씨).

개발에 소요한 기간은 약 6개월. 아직 시작(試作) 단계이며 수작업으로 조립해야 하는 등 실용화를 위한 과제도 많다. 상용화 시기도 아직 미정이지만, 야마타 씨는 “공간 자체가 새로운 인터페이스로서의 활용이 가능하다”라며 실내에서 사용할 수 있는 드론의 용도가 가능성이 크다고 보고 있다.

예를 들어 실내의 경비나 사람의 움직임을 분석. 기체에 카메라를 탑재해 공중에서 촬영한 영상을 해석함으로써 행사장 등 사람이 많은 실내에서도 사람들의 움직임을 감시할 수 있다. 풍선의 부력으로 떠있기 때문에 같은 장소에 계속 머무를 수 있으며 정점관측으로서도 이용할 수 있다. “바로 이동할 수도 멈출 수도 있다”(야마타 씨).

광고로서도 이용할 수 있다. 구형의 드론 본체에 프로젝션 맵핑(Projection Mapping)을 함으로써 음악 라이브 등에서의 연출용으로도 이용할 수 있다.

드론을 사용하는 서비스는 앞으로의 성장이 예상된다. 조사회사인 인프레스(도쿄)에 따르면, 일본국내의 드론 비즈니스 시장은 2018년도가 931억엔으로 전년도 대비 85% 증가했다. 2024년도에는 2018년도의 5.3배인 5,073억엔까지 시장이 확대될 전망이다.

라쿠텐(樂天)과 세이유(西友)는 17일에 소비자로부터 주문을 받은 상품을 드론으로 배송하는 서비스의 실증 실험을 시작한다고 발표했다. 7월 4일부터 가나가와(神奈川) 현의 세이유 점포와 무인도를 드론이 왕래한다. 교통 인프라가 취약한 이도(離島) 및 산간 지역에서도 필요한 물건을 단시간에 손에 넣을 수 있게 된다.

도코모는 드론 비즈니스에 주력하고 있으며 2017년에 군마(群馬) 현에서 드론을 사용한 기지국의 실험을 실시했다. 2018년에는 이업종 기업용으로 드론의 운용 지원 시스템을 개발하고 있다. 인파로 붐비는 실내에서도 이용이 가능한 구형 드론도 그 중 하나이다. 이와 같이 드론을 성장 분야에서의 새로운 툴(Tool)로서 발전시킨다는 방침이다.

 -- 끝 --