드론 기술로 모바일 IoT의 범위 확장

무인 항공기("드론"으로 더 많이 알려져 있음) 조종사가 없는 비행 기계를 기도에 도입하여 귀에 유인 비행을 하는 라이트 형제의 꿈

드론은 엄숙한 원격전부터 아마추어 비행사들의 익살스러운 모습까지 다양한 시도에 활용될 수 있다. 하지만 기업이 드론 지원 기능의 운영 및 경제적 이점을 인식하기 시작하면서 군용 도구와 취미용 장난감 사이의 격차를 메우는 드론 활동이 훨씬 더 많습니다.

드론의 크기는 당면한 작업에 따라 겨우 1피트에서 작은 비행기 크기까지 다양합니다. 이러한 작업 중 일부는 사물 인터넷/산업 IIoT/IIoT 환경에서 더욱 흥미로운 애플리케이션으로 나타났습니다. 드론은 모바일 IoT 엔드포인트를 효과적으로 추가하여 물리적 한계를 넘어 네트워크를 확장할 수 있습니다. 많은 엔터프라이즈 프로세스가 네트워크 에지에서 발생함에 따라 이는 매우 중요해졌습니다. 결과적으로, 드론 기술은 많은 모바일 IoT 장치의 기능을 엣지의 새로운 영역으로 확장했습니다.

캘리포니아 드론 하드웨어 및 소프트웨어 제조업체인 Skydio의 CEO인 Adam Bry는 "드론은 IoT 기기와 매우 유사하며 기술, 고객 및 사용 사례 측면에서 중복되는 부분이 많다고 생각합니다."라고 말했습니다.

무인 항공기(UAV) 또는 무인 항공기 시스템(UAS)이라고도 하는 드론은 다른 수단을 통해 접근할 수 없는 위치를 고유하게 탐색하고 보고할 수 있습니다. IoT 환경에서 드론은 모바일 센서 역할을 하여 데이터를 수집하고 이를 클라우드 앱이나 다른 분석 서비스로 다시 중계할 수 있습니다.

드론은 IoT 엔드포인트 및 기타 구성 요소를 유지 관리하는 데 도움이 되는 원격 검사 장치로도 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 드론은 타워 기반 센서 또는 기타 IoT 연결 장비의 물리적 상태를 확인할 수 있으므로 잠재적으로 위험한 직접 검사가 필요하지 않습니다. 경우에 따라 드론을 사용하여 필요한 유지 관리 활동이나 장치 수리를 수행하는 것이 가능할 수 있습니다. 최소한 중요한 장비를 감시하는 빠르고 안전하며 경제적인 방법입니다.

드론 시장 성장

리서치 회사 Gartner는 상업용 드론의 성장을 예상했습니다. Gartner는 Forecast Analysis:IoT Enterprise Drone Shipments에서 "2020년 IoT(사물 인터넷) 엔터프라이즈 드론(비행 드론으로 정의)의 전 세계 출하량은 2019년보다 50% 증가한 총 526,000대가 될 것입니다. 전 세계 . "전 세계 출하량은 2023년까지 130만 개에 도달할 것으로 예상됩니다."

DroneAnalyst의 연구 책임자인 David Benowitz는 "갑자기 속도가 빨라졌습니다. “우리는 지난 몇 년 동안 더 많은 산업적 사용을 보았고 많은 가속이 일어나고 있는 곳입니다. 하지만 지난 4~5년 동안, 특히 우리는 드론 기술에서 많은 성숙도를 보았고 많은 ... 비즈니스 채택으로 이어졌습니다."

고객 채택은 시장 예측과 함께 추적됩니다. 드론 소프트웨어 제공업체인 DroneDeploy가 고객 140명을 대상으로 실시한 설문 조사에서 53%가 2020년에 드론 및 드론 소프트웨어에 대한 지출을 늘릴 것으로 예상한다고 말했습니다. 회사의 결과는 "에 자세히 설명되어 있습니다. State of the Drone Market 2020:Scale and Growth' 보고서에서도 응답자의 5% 미만이 드론 지출 감소를 예상한다고 밝혔습니다.

이 유망한 소식에도 불구하고, 드론 기술은 특히 IoT 환경에서 잠재력과 성장 가능성이 있지만 초기 산업입니다. Bry는 "제품 및 기술 관점에서 보면 ... 여전히 황량한 서부입니다."라고 말했습니다.

드론 기술이 사용되는 방식 및 이유

Gartner 보고서에 따르면 드론은 현재 건설 산업에서 가장 널리 사용되며 화재 모니터링 서비스, 보험 회사 및 경찰서가 그 뒤를 이었습니다. 향후 몇 년 동안 이 모든 분야에서 드론 사용이 두 배로 늘어날 것으로 예상됩니다.

Drone Industry Insights(DII)에서 실시한 설문조사에 따르면 드론 시장 조사 기관의 "Drone Industry Barometer 2020" 보고서에 발표된 결과에 따르면 드론 서비스 제공업체의 35%, 각각 비즈니스 사용자의 %입니다. 기타 주요 용도로는 매핑(25%/16%), 측량(15%/33%) 및 사진 또는 촬영(16%/19%)이 있습니다.

DII 응답자는 드론을 사용하는 이유를 매우 중요함, 중요함, 중요하지 않음으로 순위를 매겼습니다. 60%는 시간을 절약하는 것이 매우 중요하다고 말했고 품질 개선이 그 뒤를 이었습니다(59%). 53%는 작업 안전 개선이 매우 중요하다고 답했으며, 마지막으로 47%는 비용 절감이 매우 중요하다고 답했습니다.

일부 산업에서는 IoT 환경의 확장으로 또는 다른 데이터 수집 프로세스를 보완하기 위해 드론을 사용하는 분야를 개척했습니다.

에너지 회사는 광범위한 IoT 인프라에 드론 지원 검사를 추가하고 있습니다. 드론은 쉽게 날아가서 전력선, 풍력 터빈, 기타 발전 및 전송 장비를 시각적으로 스캔할 수 있습니다. 그렇지 않으면 수동으로 수행해야 하거나 전혀 수행할 수 없는 작업입니다. 더 빠르고, 더 저렴하고, 더 안전한 드론의 진언은 전기 공급업체에게 특히 매력적입니다.

Agribusiness는 수직선을 개척하는 또 다른 드론을 나타냅니다. 대규모 농장은 이미 IoT 연결 센서에 의존하여 급수, 토양 품질 및 기타 주요 지표를 측정합니다. 그러나 많은 농장이 무기고에 무인 항공기 기반 센서 장비를 추가했습니다. 드론은 연결된 센서와 동일한 정보 중 일부를 수집하지만 적외선 사진 및 기타 항공 이미지와 같은 고급 기술을 사용하여 수집한 데이터로 보다 기본적인 정보를 넘어설 수 있습니다.

건설 및 보험 산업도 드론 기술에 자연스럽게 적합했습니다. 드론 기술을 사용하면 작업자가 현장에 있을 필요 없이 현장과 구조물을 쉽게 검사할 수 있기 때문입니다.

Skydio의 Bry는 North Carolina Department of Transportation이 Skydio 하드웨어와 소프트웨어를 사용하여 교량의 밑면과 지지 구조를 검사하는 방법을 설명했습니다.

“이것은 과거에 스누퍼 트럭이라고 하는 것을 사용했던 사용 사례입니다. 이 트럭은 다리의 상단을 따라 주행한 다음 다리 아래에 있는 큰 외팔보 팔에 사람을 매달아 놓는 거대한 기계입니다. 비싸고 위험하다.” 브리가 말했습니다.

말할 필요도 없이, 스누퍼 트럭 대신에 드론을 사용하면 이전 접근 방식의 많은 비용과 위험을 피할 수 있었습니다. 이 경우 드론이 운전자의 시야를 벗어나 비행해야 할 수 있으므로 Skydio 드론의 자율 작동 능력은 매우 중요합니다.

드론 페이로드

드론이 처리할 수 있는 다양한 작업을 감안할 때 데이터를 수집하고 분석을 위해 IoT 엔드포인트 또는 기타 시설로 데이터를 전송하려면 특수 장비를 휴대해야 합니다.

기본 드론 장비에는 데이터를 전송하기 위한 GPS 및 Wi-Fi 또는 LTE 라디오와 같은 탐색 및 통신 장치가 포함됩니다.

스틸 및 비디오 카메라에서 보다 정교한 이미징 장치에 이르기까지 카메라도 드론 도구 세트의 기본 구성 요소입니다. 응용 분야에 따라 드론은 열 또는 습기 감지 장비를 운반할 수도 있습니다. 이제 이미징 데이터를 실시간으로 처리할 수 있어 드론이 IoT에 연결된 다른 데이터 수집 장치처럼 보이게 됩니다.

드론은 상품 운송에도 사용할 수 있습니다. 아마존의 드론 기반 온라인 판매 상품 배송 테스트에서 가장 두드러지게 입증되었습니다.

드론 구현 고려 사항

드론에는 일반적으로 두 가지 유형의 소프트웨어가 장착되어 있습니다. 드론 하드웨어와 밀접하게 결합된 소프트웨어는 드론과 기어를 조작하여 드론을 높이 유지하면서 드론의 비행 경로를 제어하는 ​​운영자에게 다시 연결합니다. 두 번째 유형의 소프트웨어는 드론이 특정 작업을 완료하고 관련 정보를 수집할 수 있게 해주는 프로그램인 애플리케이션입니다.

현재 제어 또는 응용 소프트웨어에 대한 표준이 없으므로 잠재 구매자는 일반적으로 특정 제조업체의 드론 및 기본 운영 체제와 함께 작동하도록 응용 소프트웨어를 사용자 정의해야 한다는 점을 알고 있어야 합니다. 결과적으로 필요한 소프트웨어가 구입하려는 드론 하드웨어에서 실제로 실행될 수 있는지 확인해야 합니다. 예를 들어 Skydio는 Skydio 3D Scan 및 Skydio House Scan과 같은 일부 응용 프로그램 소프트웨어를 드론과 함께 판매하고 다른 응용 프로그램을 위해 타사 드론 소프트웨어 제조업체와 파트너 관계를 맺기도 합니다. 그리고 물론 잠재적인 사용자는 드론이 수집하고 배포하는 데이터의 형식이 이미 설치된 데이터 분석 프로그램에서 현재 사용 중인 다른 형식과 일치하는지 확인해야 합니다. 일부 통합 작업이 필요할 수 있습니다.

모든 제조업체는 일반적으로 API[응용 프로그래밍 인터페이스]로 작동하는 자체 SDK[소프트웨어 개발 키트]를 가지고 있으므로 다른 앱을 설치하고, 다른 제어를 가지며, 다른 자동화를 가질 수 있습니다.”라고 Benowitz는 말했습니다.

또 다른 고려 사항은 드론에 장착된 통신 유형과 기존 IoT 또는 기타 네트워크 환경과 얼마나 쉽게 통합되는지입니다.

베노위츠는 "독점적인 형태의 통신이 있으며 대부분의 드론과 조종기 간 통신은 독점 방식이며 일반적으로 AES-256으로 암호화됩니다"라고 말했습니다.

대부분의 드론은 Wi-Fi 또는 해당 표준의 독점적 변형을 사용하지만 LTE 광대역은 대안이 될 것입니다. 이는 SIM 칩을 드론에 통합하여 4G 또는 5G 기술을 활용하여 운용 범위를 크게 확장할 수 있도록 함으로써 가능합니다.

Skydio의 Bry는 "시간이 지나면 LTE가 업계에서 정말 중요한 요소가 될 것이라고 생각합니다."라고 말했습니다.

범위를 늘리는 것은 기술적인 장애물만이 아닙니다. FAA 규정은 현재 "시선 너머로" 그리고 사람 위 또는 밤에 드론을 비행하는 것을 제한합니다. 이러한 조건에서 드론을 작동하려면 FAA의 면제가 필요하며 운영자의 조종 기술을 보여주는 테스트를 통과해야 할 수도 있습니다.

또 다른 범위 문제는 배터리 수명입니다. 배터리는 드론의 비행과 데이터 수집 및 전송에 전력을 공급해야 하므로 배터리 수명이 짧으면 임무가 더 짧고 자주 수행됩니다. 배터리 기술이 향상되었으며 다른 배터리 지원 운송 장치와 마찬가지로 기술에 많은 관심과 발전이 있습니다. 프랑스 회사 xSun은 드론에 태양 전지를 장착하여 배터리 문제를 해결하려고 시도하고 있습니다.

베노위츠는 "대부분의 애플리케이션에서 배터리 수명은 큰 문제가 아니라고 말하고 싶다"고 말했다. "자동 이미징 임무를 수행하는 경우 드론은 배터리를 교체해야 할 때 배터리를 교체해야 할 때 충분히 자동화되어 있습니다. 배터리를 교체하면 원래대로 돌아갑니다."

주목해야 할 다른 개발로는 자율 드론을 재충전하고 발사할 수 있는 정교한 도킹 장치와 보다 정교한 비행 제어를 제공하는 교통 관리 시스템이 있습니다.

드론의 가격 스티커는 다양합니다.

특정 환경에서 수행할 수 있는 작업을 고려할 때 드론은 특히 헬리콥터나 다른 항공기의 유인 비행이 대안인 경우 매우 경제적인 솔루션이 될 수 있습니다.

드론의 비용은 주로 어떤 작업을 수행할 것으로 예상되는지, 얼마나 오래, 어떤 조건에서 적용되는지에 따라 달라집니다. 즉, 상업용 드론은 소비자 모델만큼 저렴할 수 있으며 비용은 천 달러 정도입니다. 그러나 산업용 드론은 물론 더 비싸지만 일반적으로 여전히 수만 달러가 아닌 "수천 달러" 범위에 속합니다.

Benowitz는 "대부분의 구매가 여전히 $1,000~$2,000 가격대에 있지만 구매 범위가 넓습니다."라고 말했습니다.

대부분의 기업에서 이 적당한 가격표 덕분에 드론은 IoT/IIoT 인프라에 추가할 수 있는 매우 저렴한 대안이 될 것입니다.