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나쁜 드론이 나타났다! -드론을 잡는 효과적인 방법 : 안티드론(1)-

기사승인 2019.07.22  13:56:02

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- 최승욱ㆍ화인특허법률사무소 대표 변리사

   
 

전주에서 열린 2019 드론산업 국제박람회 발표 준비, 해외 드론특허 매입 자문, 무인기 관련 기존 고객사 발명상담 등 바쁘게 일을 하며 돌아다니다 보니 어느덧 여름이 되었다. 여름이 될 때까지 로봇신문 기고를 소홀히 하게 된 점에 대해 독자님들에게 먼저 깊은 양해를 올린다. 

다년간 다종다양한 무인기 관련 기술과 비즈니스를 직간접적으로 체험해오면서 이제, 변리사 혹은 비즈니스 어드바이저로서 무인기, 특히 드론에 대해 비로소 생각을 정립할 수 있게 되었다. 물론 부족하지만 말이다. 다시 말해, 필자는 변리사로서 기술의 난이도도 중시하지만 기술의 적용범위를 더 중요하게 생각하고, 동시에 과연 이 기술이 실제 수익으로 연결되지를 검토한다. 그리고 상담한 발명이 괜찮은 발명일수록 특허 권리범위로 적절히 보호할 수 있는지, 즉, 유사품을 최대한 어떻게 막을지 고민한다.

혹자는 돈을 만들기 어려운 순수 과학은 소홀히 해도 되느냐고 반문할 수 있겠지만, 실제 위대한 순수 과학의 결과물은 생각보다 많지 않다. 오해는 하지 말았으면 한다. 변리사 관점에서는 권리범위가 잘 잡혀있고 쉽고 적용가능성이 풍부한 발명이 좋은 발명인 것이다. 기술수준이 세계적인 삼성과 애플이 어려운 통신 기술 대신 태블릿 피씨의 부드럽게 라운드진 모서리와 같은 것을 두고 특허 전쟁을 벌인 것은 괜한 것이 아니다. 사설이 길었는데, 오늘 기고에서는 안티드론 관련하여 위에서 언급한 것과 같이 기술의 적용범위가 넓고 실제 수익으로 연결될 수 있는 안티드론은 어떤 것인지 변리사적 관점에서 설명해 보려고 한다.

안티드론(anti drone) 혹은 카운터드론(counter drone)이란 테러나 범죄, 사생활 영역 침입이나 감시, 조작 미숙에 의한 사고의 문제 등을 야기하는 나쁜 드론을 무력화하는 것으로서, 구체적으로 특정 공역(空域)에 들어온 소형 물체를 ‘탐지’하고, 이것이 드론인지, 아니면 새와 같은 다른 비행체인지 ‘식별’해, 만약 승인되지 않은 드론의 침입일 경우에는 이를 ‘대응(무력화 및 포획)’ 하는 것을 말한다. 안티드론의 정의를 잘 살펴보면, 이 안티드론이 어떠한 기술로 구성되었는지 분설할 수 있다. 분설된 기술 분류는 아래와 같다.

   
▲ 표1: 안티드론의 기술요소

- 필자는 탐지/식별과 대응 중 전파방식은 이미 오랫동안 발전되어 기술이 축적된 분야라고 생각한다. 이에 반해 비전파방식은 상대적으로 새로운 분야로, 적은 노력으로 권리범위가 넓은 좋은 특허를 쉽게 만들 수 있는 영역이라고 판단한다.

위의 표를 참조하면, 안티드론을 위해서는 먼저 나쁜 드론을 탐지해야 한다. 탐지는 잠수함 관련 영화 등에서 자주 보는 것과 같이, 레이더를 통해서 미확인 비행 물체를 확인하는 작업이다. 이 단계에서는 이 미확인 비행 물체가 나쁜 드론인지 아니면 새떼인지 알 수 없다. 그러므로 이제 식별을 해야 한다. 이 식별 단계를 통해 우리는 탐지된 미확인 비행 물체가 나쁜 드론인지 아니면 새떼인지 알 수 있다. 몇몇 방식이 있겠지만 일반적인 식별 방식은, 드론 모델별로 신호의 진폭이 상이한 점에 착안한 것으로, 미확인 비행 물체가 내뿜는 신호를 감청하여 어떤 모델인지 식별하는 것이다.

   
▲ 그림1: 드론 모델별로 상이한 신호 진폭. - 상단 왼쪽이 DJI Mtrice 100모델에서 발산되는 신호의 진폭이고, 상단 오른쪽이 Hobby King T6A V2모델에서 발산되는 신호의 진폭이다. 마치 인간의 지문과 유사하게 각 무인비행체, 드론이 발산하는 신호의 진폭이 상이하므로 이점에 착안하여 드론의 모델을 식별할 수 있다. (출처: Micro UAV Detection and Classification from RF Fingerprints Using Machine Learning Techniques Martins Ezuma, Fatih Erden, Chethan Kumar Anjinappa, Ozgur Ozdemir, and Ismail Guvenc)

이제 나쁜 드론으로 판명이 되었다. 그 다음 무엇을 해야 하는가? 기다려서는 안된다. 당연히 때려잡아야 한다. 하지만 닭을 잡을 때 소 잡는 칼을 쓸 수는 없다. 마트 갈 때 덤프트럭을 몰고 갈 필요가 없는 것처럼 말이다. 나쁜 드론을 효과적이며 안전하게 잡는 방법을 검토해 보자. 안티드론 대응 방안은 크게 전파방식과 비전파방식이 있다. 드론 비행에도 신호등과 유사한 개념인 지오펜싱이 있지만, 교통 신호등을 성실히 지키는 오토바이 폭주족이 없는 것과 같이 이런 지오펜싱을 잘 지킬 테러드론은 없을 것이므로 본 기고에서는 논외로 한다. 첫 번째 대응 방안인 전파방식은 말 그대로 눈에 보이지 않는 전파를 쏘아 나쁜 드론을 무력화하는 것이다. 전파방식은 구체적으로 드론의 GPS 센서를 먹통으로 만드는 전파 교란(Jamming)방식과 드론과 조정기인 GCS 간의 통신 신호를 훔치는 제어권 탈취(Spoofing)방식으로 나눌 수 있다. 얼핏 보더라도 전파를 교란하는 재밍이 과격해 보인다. 대부분의 과격한 방법은 부작용을 수반하는데, 이 재밍도 잘못 쓰면 주변에 핸드폰 등 통신 장비들을 먹통시킨다. 닭을 잡으려다 성실히 일하고 있는 소들을 함께 잡을 수 있는 것이다. 또한, 국내 전파법에 전파교란은 불법으로 규정되어 있어 이런 재밍 방식은 현행법에도 반한다. 이와 같이, 전파방식은 부작용이 크다. 또한, 이런 전파 교란 방식은 군사 기술로서 오래 전부터 널리 사용된 것으로 기술이 상당히 축적된 분야이므로 이 분야에서 좋은 특허를 확보하는 것은 품이 많이 든다. 즉, 시장 경쟁에서 성공할 수 있는 제품을 만들려면 이와 관련된 요소기술은 자체 개발하는 것보다는 사서 쓰는 것이 효율적이다.

다음으로, 비전파방식을 소개하면, 나쁜 드론을 잡기 위해 원거리에서 레이저를 쏘거나 그물로 포획하거나 아니면 물리적인 총으로 제압하는 방식이다. 먼저, 레이저 방식에 대한 필자의 첫 인상은, 그 장비가 매우 고가라는 것이다. 또한, 레이저 방식은 빔을 출력할 때 대기 중에서 먼지·수분 등에 의해 레이저가 흡수되고 공기입자와 충돌해 퍼지기도 하여 궁극적으로 에너지 효율이 좋지 않다. 즉, 이 방법으로 원하는 출력을 만들려면 돈이 많이 들 것이다. 그러므로 이 방법은 아주 특별한 경우를 제외하고는 사용이 비효율적이다. 두 번째 방법인 물리적인 총으로 제압하는 방법이 있다. 레이저와 같이 복잡한 방법이 아니라 그냥 총과 같은 일반적인 무기를 이용하여 쏘아서 드론을 박살내는 것이다. 넓은 사유지를 갖는 것이 특별한 일이 아닌 미국 같은 나라에서 자신의 땅에 들어온 드론을 무참히 박살내는 영상을 본 적이 있을 것이다. 하지만, 이 방식도 빠르게 움직이는 드론을 정확히 맞춰야 하는 부담이 있다. 다른 말로 정위치에서 호버링하며 총에 맞기를 얌전히 기다리는 ‘아주 착한’ 나쁜 드론이 아닌 이상, 시속 70km로 혹은 그 보다 빠르게 이동할 수 있는 드론을 맞추는 것은 사실상 불가능하다. 나아가 아무리 사유지라고 하지만 그 탄알이 사유지 밖을 벗어날 것인데, 그 탄알이 어디로 날아가는지 나 몰라라 할 수도 없다.
 

   
▲ 그림2: 성난 아저씨에게 딱 걸린 드론, 과연 맞을까?.(출처: https://www.hovershotz.co.uk/can-you-shoot-down-a-drone-over-your-property-in-the-uk)

그래서 안전하고 효과적으로 나쁜 드론을 제압하는가 동시에 권리범위가 넓은 특허를 쉽게 얻을 수 있는 분야를 특허적 관점에서 찾고 있는 필자는 그물 방식에 관심을 갖게 되었다. 21세기 4차 산업 혁명시대에 기원전부터 썼던 그물이 웬 말이냐고 할 수 있다. 하지만 필자가 다양한 시나리오를 고려해 볼 때 ‘드론을 이용하여 그물로 드론을 잡는 방식’이 가장 효과적이고 안전하며, 추락 등으로 인한 2차 피해를 막을 수 있다고 생각한다. 물론, 어떤 천재가 나타나 앞서 언급한 탐지/식별/대응 모든 체계를 뛰어넘는 전지전능한 방법을 소개한다면 그를 존중하며 따르겠다. 하지만, 생각건대 그런 일은 쉽게 발생하지 않을 것 같다. 최근 IT 기술의 발전과 함께 에어백, 레인키핑(lanekeeping), 스마트 크루즈 컨트롤, 액티브 헤드레스트 등 차량 안전 관련 기술이 비약적으로 발전했지만, 여전히 차량 운전자의 안전을 지켜주는 가장 효과적인 수단은 근 백 년 전인 1936년에 소개된 안전벨트이다.

나쁜 드론을 제압하는데, 전파방식은 법적 한계가 있으며, 그물 방식을 제외한 비전파방식은 제압 후 나쁜 드론의 추락을 막지 못하여 2차 피해를 유발할 가능성이 높다. 광화문 광장에서 열린 국가 행사 현장 상공에 나쁜 드론이 등장하여 경찰특공대가 나쁜 드론을 향해 강력한 레이저를 쏘아 나쁜 드론이 그 현장에 추락했다고 가정하자. 나쁜 드론이 더 이상 비행하지 못하게 했다는 관점에서는 대응이 성공했다고 할 수 있지만, 결국 추락하여 장내를 아수라장으로 만들었다는 측면에서 이는 실패했다고도 할 수 있다. 이와 같이 공중에서 포획하여 안전한 지대로 수거할 수 없는 방법은 구조적으로 한계가 있으며, 만약 그 나쁜 드론이 화학무기라도 싣고 있다고 가정한다면 결국 행사장에 추락했다는 것은 테러범들 입장에서는 원하는 결과를 얻은 것과 다름없다.

그러므로 필자는 투박해 보이지만 그물 등 직관적인 방법을 이용하여 드론이 나쁜 드론을 일사천리로 제압하여 포획·수거하는 방법을 높게 평가한다. 이와 관련된 방법을 다양한 각도로 분석하여 아이디어를 추출하고 이를 특허로 보호하는 것이 전체적인 안티드론과 관련된 비용 효율적인 권리확보 방안이다. 누구나 그 원리를 쉽게 이해할 수 있을 만큼 직관적이지만 그 효과는 뛰어난 삼점식 안전벨트와 같은 안티드론 요소기술이 특허로 적절히 보호될 때 길목 특허를 확보할 수 있고, 이로 인해 많은 로열티 등을 얻을 수 있다. 물론 기술적 난이도가 높고 동시에 파생 및 파급력이 큰 레이더 기술, RF 탐지 기술 등의 연구개발을 소홀히 해도 된다는 뜻은 아니다. 이 분야도 중요하지만 연구개발 지원이 한정된 상황이라면 아직 아이디어적·권리적으로 ‘빈 땅’이 넓어 보이는 비전파방식의 무력화 및 포획 기술에 연구개발 지원을 집중하는 것이 효율적일 것이다.

쓰다 보니 내용이 많이 길어졌다. 여기에서 이번 기고를 마치며, 다음 기고에서는 필자가 상상해 본 안티드론의 시나리오를 바탕으로 효과적인 나쁜 드론 잡기 방법을 더욱 강조하고, 아울러 현재 공개된 인상적인 안티드론 특허 등을 더 검토해 보기로 한다. 

정원영 robot3@irobotnews.com

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