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상식

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제한된 환경에서 자율 비행하는 드론

<KISTI의 과학향기> 제3350호

타이거샤크(tigershark) 6대와 고스트(ghost) 14대가 애리조나 유마(Yuma) 상공으로 날아올랐다. 타이거 드론은 국방고등연구계획국(DARPA)의 고립 환경에서 협력 운용(Collaborative Operations in Denied Environment, CODE) 프로그램의 일부로 특별 제작되었으며, 고스트는 시뮬레이션 환경에서 타이거 샤크를 가상적으로 두 배 늘려서 드론을 따라 비행하도록 설계되었다. 이 훈련은 현대적 통신 기반 시설이 없는 환경에서 어떻게 드론이 함께 비행할 수 있는지 가르치는 프로그램에 통합된 것이다.
 
현재 드론은 위성에 크게 의존하고 있다. 가장 두드러지는 방법은 바로 GPS를 이용하는 것으로 몇십 년 만에 군은 물론 민수용으로도 현대적 생활을 가능하게 하는 필수품으로 발전한 첨단 군사기술이다. GPS는 훨씬 복잡하고 정확한 경로 탐색을 이전의 관성 관리 방식보다 낮은 오차로 구현하지만 방해전파로 교란될 수 있고 더 심각한 궤도에 있는 위성이 파괴되는 상황에 처할 수도 있다. GPS 외에도 현대 군사용 드론은 대부분 허용성 전자기 스펙트럼(permissive electromagnetic spectrum)을 통해 원격 조정되는데, 궤도를 공전하는 위성 중계를 이용하기도 한다.
 
코드는 이름에서 알 수 있듯이 위와 같이 어떤 이유에서든 제한된 환경에서 드론을 운용할 수 있도록 하는 것을 목표로 한다. 2015년에 이 프로그램을 시작한 DARPA는 올해 초 완료를 위해 노력해 왔다. 최종 산출물은 정부가 소유하고 플랫폼에 비의존적으로 설계되었기 때문에 해군과 공군 모두 기존 플랫폼에 적용할 수 있다.
 
국방부가 인공위성의 도움을 받지 않는 드론을 설계한 것은 이번이 처음은 아니다. 최근 국가정찰국(National Reconnaissance Office)이 발행한 D-21 프로그램 문서를 보면 직접 조종 없이 작동하는 드론을 제작하는 것이 문제였음을 알 수 있다. 거의 모든 측면에서 그 당시보다 기술이 발전했지만 적진에서 어떻게 드론이 작전을 수행하는지에 대한 정보는 얻을 수 있다. CODE는 현대 기술을 적용하고 중계를 통해 다른 드론과 입출력을 공유하면서 외부 통신 및 위성 기반 탐색이 단절된 상황에서도 비행할 수 있음을 보여준다.
 
최종 산출물은 새로운 종류의 소프트웨어 기반으로 반복 및 개선을 통해 개별 드론을 원격 조종하는 담당 조종사가 없어도 드론들이 함께 임무를 수행할 수 있도록 협력하게 한다.
 
자율성은 전파교란을 극복하고 제한된 환경에서 계속해서 작동하는 것을 주요 기능으로 설계되고 강조되지만 인력을 줄여주는 역할도 할 수 있다. 자율 비행 편대는 한 대의 항공기를 조종함으로써 여러 대를 통제할 수 있음을 의미하며 미래 전쟁에 있어 상공을 장악하는 측면에서 큰 의미를 갖는다.

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