전자공학과 정연모 교수 특허 출원
4차 산업혁명 시대, 로봇과 드론 기술 융합
"응용기술 연구를 통해 경쟁력 확보할 것"

드론을 활용해 국내 모든 하수도를 조사, 점검할 날이 머지않았다. 좁고 퇴적물이 쌓여 조사를 진행하기 어려운 구간에 드론을 활용하는 것이다.

인간이 하기 힘든 일을 드론이 대신하는 신기술을 실현하기 위해 전자공학과 정연모 교수는 지난 4월 ‘하수도 탐색을 위한 드론 제어 시스템 및 방법’으로 특허를 출원했다. 하수도 조사 중 CCTV로봇이 진입하지 못하는 구간이 발생하면 드론을 투입한다는 것이 주 내용이다. 드론과 CCTV로봇을 함께 활용하는 방법으로 배터리 한계에 대한 대안도 제시했다.

난관에 부딪힌 하수도 조사, 드론 활용할 시점
현재 하수도 조사는 인간과 CCTV로봇을 병행해 실시하고 있다. 관 크기가 1m 이상인 곳은 인간이 직접 들어가고, 이보다 작은 관은 CCTV로봇을 투입해 촬영하는 방법이다.

인간이 직접 조사에 나설 때는 산소 결핍이나 유해가스 중독과 같은 위험한 상황을 감수해야 한다. CCTV로봇을 투입하면 퇴적물이 쌓인 구간에서 조사를 멈출 수밖에 없다.

정연모 교수는 “한국은 드론 활용에 있어 시작 단계다. 드론 산업의 경쟁력을 강화할 정책을 내놓지 못했다”며 “하수도 조사 모델 개발이 드론사업의 미래를 좌우한다는 생각으로 연구를 시작하게 됐다”고 밝혔다.

퇴적물 발견, 유해가스 측정… 모두 드론이 한다
정 교수는 “드론을 활용하면 현재 발생하는 문제를 해결할 수 있다”며 드론에 카메라와 센서를 장착하는 방법을 제안했다.

드론에 카메라를 장착, 상하좌우 360도 촬영을 하는 것이다. 또 거리 측정 센서로 퇴적물의 유무를 판단하고 벽면과 충돌하는 위험을 막는 것은 물론, 유해가스 감지 센서로 하수관 내 유해가스 수치를 파악할 수 있다.

이를 통해 조사 불가능 지역까지 촬영할 수 있을 뿐만 아니라, 하수도의 구간별 특징까지 파악할 수 있다. 주기적으로 촬영을 실시하면 하수도 상태 데이터베이스도 구축할 수 있다. 하수도의 변화를 즉시 감지함으로써 적절한 조치까지 가능한 것이다.

작은 크기의 관에서는 드론을 장시간 사용하기가 쉽지 않다. 또 촬영과 센서 작동에 필요한 전력을 위해 배터리 사용 시간도 늘어나야 한다. 장 교수는 이 문제를 해결하기 위해 드론이 일정 구간의 조사를 마치고 CCTV로봇으로 돌아와 배터리를 충전하는 방법을 대안으로 제시했다.

유럽과 일본, 하수도 관련 작업에 드론 적극 활용
정 교수는 “유럽은 충돌에 강한 외골격 구조의 드론을 개발해 좁은 공간의 하수도 점검에 활용하고 있다. 일본도 드론을 활용해 하수도를 조사하기 위한 연구를 시작했다. 우리도 서둘러야 한다”고 말했다.

정 교수는 그동안 17건의 드론 관련 특허를 출원ㆍ등록했다. 고속도로 2차 사고 방지를 비롯해 안전 승하차ㆍ호신용 드론ㆍ경사면 착륙 드론ㆍ생체 정보 연동 드론 제어 등이 있다. 그는 “최근에는 드론을 환경 문제 해결에 활용하는 방법을 고민하고 있다”며 “시장이 원하는 것을 빠르게 파악해 드론 분야 경쟁력을 키우기 위해 더 노력하겠다”고 밝혔다.

정연모 교수는 경북대에서 학부를 마치고 카이스트에서 석사 학위를 취득한 후, 미시간주립대학에서 로직 시뮬레이션에 관한 논문으로 공학박사 학위를 받았다. 1992년부터 경희대 전자공학과 교수로 재직하면서 논리회로ㆍ컴퓨터 구조ㆍ프로그래밍 기초 등을 강의하고 있다.