헬기야? 비행기야? 트랜스포머 ‘스마트무인기’ 개발 성공!

지난 10월 우리 국가과학기술위원회 블로그 기자단이 항공우주연구원을 견학했을 때 제일 처음 마주친 것이 ‘스마트무인기’ 모형이었습니다. 그때 항우연에서는 지금은 모형으로 밖에 보여줄 수 없지만 10년간 1000억 원을 들여 연구하고 있는 이 스마트 무인기를 올해 안에 꼭 성공시킬 것입니다”라고 했었습니다.


그런데 바로 지난 11월 30일 전남 고흥에서 스마트 무인기가 성공적으로 비행했다는 기쁜 소식이 들려왔습니다! 우리나라가 세계에서 2번째로 개발에 성공한 ‘스마트 무인기’가 무엇인지 자세히 들여다봅니다.

견학 당시 본 스마트 무인기 모형


스마트 무인기란?

스마트 무인기는 말 그대로 사람이 타지 않는 항공기로, 스마트 무인기 개발사업은 유인기가 공중에서 수행하기 위험한 임무를 무인기가 할 수 있도록 한 아주 스마트한 개발 사업입니다. 2002년 6월 ‘21세기 프론티어 기술개발사업’의 일환으로 출범해, 한국항공우주산업, LIG넥스원, 영풍전자 등 20개 국내 업체와 해외업체가 기술개발에 참여했습니다.


스마트무인기는 동체길이 5m, 무게 980kg의 소형으로, 체공시간은 5시간입니다. 헬리콥터처럼 제자리에서 뜨고 내리지만, 하늘을 날 때는 프로펠러를 앞으로 90도 돌려서 일반 비행기처럼 날아갑니다. 그래서 헬기와 비행기의 장점이 합쳐진 ‘트랜스포머’라고도 불립니다.

스마트 무인기의 모습

스마트무인기 비행직전 점검하는 모습

헬리콥터와 비행기의 장점을 갖춘 틸트로터(Tilt rotor)

이처럼 헬기와 비행기의 장점을 결합해 수직 이·착륙과, 고속비행이 가능한 항공기를 ‘틸트로터형’ 항공기라고 부릅니다. 틸트로터 방식은 이·착륙 때는 헬리콥터처럼 로터(rotor:회전날개)를 수직방향으로 세우다가, 비행 시에는 로터를 틸트(tilt: 기울이다)해서 비행기처럼 수평으로 만드는 것입니다.


이번에 개발한 스마트무인기는 ‘틸트로터항공기’로의 하나로 세계에서 미국에 이어 우리나라가 2번째로 개발에 성공한 것입니다. 이 ‘틸트로터항공기’가 실용화된 것은 미국 ‘벨헬리콥터’가 개발한 ‘V-22오스프리’가 유일합니다. 2005년부터 미국 해병대에서는 이 ‘틸트로터항공기’를 이용해 30여명을 태우며 실용화했습니다. 앞으로 우리나라도 ‘틸트로터항공기’인 스마트무인기의 활약이 기대됩니다.

스마트 무인기 회전익 비행 모드 : 수직 이․착륙

스마트 무인기 고정익 비행 모드 : 수평 비행












스마트무인기 비행원리

앞으로 스마트무인기는 어떻게 활용될까?

스마트무인기는 크게 3가지 장점을 가지고 있습니다.

첫째로, 수직 이·착륙과 고속비행이 가능한 통신장비를 갖추고 있습니다.
둘째로, 주·야 상관없이 원거리 영상정보를 실시간으로 획득할 수 있습니다.
셋째, 우리나라는 산지가 많은데 자율비행과 충돌감지 및 회피 등의 핵심 스마트 기능을 접목할 예정이어서 우리나라 지형에 안성맞춤입니다. 

이러한 장점 때문에 스마트 무인기는 밤낮 가릴 것 없이 험난한 지형도 다 관찰할 수 있습니다. 기상관측, 농작물관리, 불법어로 감시, 산림 및 화재대처, 그리고 홍수나 태풍의 피해까지 한눈에 알아 볼 수 있습니다. 이렇게 국내환경에 적합한 스마트무인기를 통해 국민 실생활에 도움을 줄 것으로 전망합니다. 또한 미래에 활주로 없이 개인의 집에서 사용할 수 있는 자가용 항공기(Personal air vehicle, PAV)에도 이 기술이 응용될 것이라고 항우연은 밝혔답니다.

마지막으로, 김재무 스마트 무인기 사업단장님의 한 말씀!

“라이트형제가 엔진을 사용하여 나는 비행기를 개발한지 100여년이 지났습니다. 그 이 후 사람이 조종을 하던 항공기는 어느새 조종사 없이 스스로 비행하는 항공기로 전환되고 있습니다. 지금까지 이러한 무인기는 주로 군사용으로 사용하였으나 이제는 우리의 삶을 안전하고 윤택하게 하는 공공용으로서의 사용이 증가하는 추세입니다.
‘지식경제 프론티어 기술개발사업’의 하나로 추진된 스마트무인기 사업! 여기서 프론티어는 개척의 의미가 있으며 도전정신을 필요로 합니다. 스마트무인기 개발 사업은 우리나라 항공우주산업의 미래를 개척할 것이며 국가 브랜드 가치도 높일 수 있는 도전입니다.”

                                                                                                            -항공우주연구소 홈페이지 발췌

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글 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 조 선 율
이미지 및 동영상 | 한국항공우주연구원

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

영화 ‘리얼스틸’ 2020년 로봇 파이터 시대가 온다

과학기술이 만들어낸 로봇은 우리들과 상당히 가까운 존재가 되어가고 있습니다. 사실 로봇(robot)이라는 단어는 ‘강제로 일하다, 노동, 노예’를 뜻하는 체코어 ‘robota’에서 온 말입니다. 이처럼 로봇은 우리 옆을 지키면서 사람들처럼 인식하며 우리를 도와주는 인공물입니다.






 

                                          2020년, 인간을 대신한 로봇 파이터가 등장한다.

                           2020년 링 위에서 펼쳐지는 로봇 복싱 

그런데, 얼마 전 개봉해 화제가 된 영화 「리얼스틸」(2011)에서는 2020년도를 배경으로 로봇 파이터가 등장합니다. 기존에 알고 있던 로봇의 역할과 다르게 미래에는 로봇이 왜 싸움을 하게 되는지 우선 영화 속으로 들어가 봅니다.

과거에 복서였던 찰리(휴 잭맨)는 고철 로봇을 가지고 다니며 로봇복싱대회를 전전합니다. 왜, 2020년엔 로봇복싱을 하게 되었을까요? 바로, 미래에는 인간들이 자신들만의 싸움에 한계를 느꼈기 때문이죠. 사각형의 링 안에서 인간들끼리 피 터져라 싸워봤자 누구 한 명 죽을 때까지 시합을 하지는 못합니다. 인간들의 경기규칙이죠.
하지만 자신이 가지고 있는 로봇을 싸움에 붙인다면? 로봇은 사람이 아니기 때문에 완전히 박살날 때까지 끊임없이 싸우게 조종할 수 있습니다. 시대가 흐를수록 더 과격해지고 자극적인 것을 좋아하게 되는 인간의 모습을 로봇복싱을 통해 극명히 보여주는 것입니다.








                                      인간대신 링 위에서펼쳐지는 로봇들의 싸움


                         아이작 아시모프의 ‘로봇 제3원칙+제0원칙’ 

유명한 SF소설가 아이작 아시모프‘로봇 제3원칙+제0원칙’은 로봇과 과학영화를 좋아하는 분들이라면 다 알 텐데요. 그의 원칙은 매우 논리적입니다.

제1원칙 : 로봇은 인간에게 위해를 끼쳐서는 안 되며, 위험에 처한 인간을 방관해서는 안 된다.
제2원칙 : 로봇은 인간의 명령에 반드시 복종해야하지만, 제1원칙에 위배되는 경우에는 예외다.
제3원칙 : 로봇은 자기 자신을 보호해야만 한다. 그러나 1원칙과 2원칙에 위배될 때에는 예외다.
+제0원칙 : 로봇은 인류에게 해를 가하거나 행동을 하지 않음으로써 인류에게 해가 되도록 해서는 안 된다.  

아이작 아시모프의 ‘로봇 제3원칙+제0원칙’은 논리적이고 로봇에 대한 정의가 잘 맞아떨어져 다른 여러 가지 소설·영화 속에서 실제로 적용됩니다. 

하지만 이번 「리얼스틸」에서는 아이작 아시모프의 ‘로봇 제3원칙+제0원칙’은 대입되지 않았습니다. 기존의 로봇영화들은 위의 원칙을 거의 지켰지만 「리얼스틸」은 현재 로봇의 발전에 대해서 다시 한 번 생각해 보라는 메시지를 담고 있습니다. 인간의 욕망을 채우기 위해 변화하는 로봇에 대해서 말이죠.

                                   흥미롭고 재밌는 로봇영화들!


로봇과 휴먼 드라마가 섞인 영화도 있고, 로봇의 화려한 액션을 통해 관객들의 시선을 휘어잡는 영화도 있습니다.

「리얼스틸」은 찰리(휴 잭맨)와 그의 아들(다코다 고요)이 우연히 가지게 된 고철로봇 ‘아톰’이 로봇복식대회에서 승리한다는 내용의 휴먼 드라마 영화입니다. 휴잭맨은 영화를 촬영하면서 “어느 순간 마치 그들과 진짜로 대화를 하고 있는 것 같았다”라며 로봇과 통했다는 소감을 남기기도 했답니다. 인간의 영역으로 들어와 로봇의 무시무시한 점도 보여주는 동시에 인간과의 감정을 교류하는 모습도 보여주지요. 이런 다른 영화로 「바이센테니얼 맨」(1999)과「에이아이」(2001)등이 있습니다.
또한 화려한 액션 신을 보여주면서 관객들을 환호하게 하는 로봇 시리즈 영화 「터미네이터」「트렌스포머」등 도 있습니다. 영화 내내 로봇들의 화려한 액션으로 시간가는 줄 모르죠.

                                      로봇과 인간의 미래

인간의 행동을 그대로 따라하는 로봇 ‘아톰’의 모습

2030년이 되면 로봇의 수가 인간의 수보다 많아진다는 연구결과가 있습니다. 앞으로 로봇은 가사도우미, 친구, 도둑지킴이 등 여러 가지 행태로 발전될 것이며 인간과 감정을 교환하며 인공지능과 의식까지 갖춘 로봇으로도 진화할 것이라 예상하고 있습니다. 그래서 세계는 로봇과 관련하여 법률로 로봇윤리헌장을 만들고 있습니다. 이에 맞춰 우리나라도 2013년 최종 제정을 목표로 로봇윤리헌장 초안을 만들었는데요. 그 내용은 아래와 같습니다.

<로봇윤리헌장 초안 요약>
1장(목표)= 로봇윤리헌장의 목표는 인간과 로봇의 공존공영을 위해 인간중심의 윤리규범을 확인하는 데 있다.
2장(인간, 로봇의 공동원칙)= 인간과 로봇은 상호간 생명의 존엄성과 정보, 공학적 윤리를 지켜야 한다.
3장(인간 윤리)= 인간은 로봇을 제조하고 사용할 때 항상 선한 방법으로 판단하고 결정해야 한다.
4장(로봇 윤리)= 로봇은 인간의 명령에 순종하는 친구ㆍ도우미ㆍ동반자로서 인간을 다치게 해서는 안 된다.
5장(제조자 윤리)= 로봇 제조자는 인간의 존엄성을 지키는 로봇을 제조하고 로봇 재활용, 정보보호 의무를 진다.
6장(사용자 윤리)= 로봇 사용자는 로봇을 인간의 친구로 존중해야 하며 불법개조나 로봇남용을 금한다.
7장(실행의 약속)= 정부와 지자체는 헌장의 정신을 구현하기 위해 유효한 조치를 시행해야 한다.

이는 앞서 설명한 ‘로봇 제3원칙+제0원칙’보다 더욱더 현실감이 느껴집니다. 그만큼 로봇은 계속해서 발전하고 있고 사회적 이슈가 될 것이 분명하니까요. 로봇이 앞으로 우리에게 이익을 주는 역할을 수행해야 할 텐데, 로봇이 인간을 파괴하게 된다면 그 또한 정말 무서운 이야기겠죠. 수많은 로봇영화가 앞으로 로봇시대를 미리 예상하기도 하는데요. 로봇이 앞으로 인간에게 친구가 될지 적이 될지는 더 지켜봐야할 것 같습니다.

글 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 조 선 율

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