미래의 드론이 할 수 있는 일

2019년 10월 11일, 시진핑 중국 국가주석의 인도 호송대가 Anna University에서 설계한 드론 4대가 인도에서 횡단한 전체 경로의 50km를 따라 고정밀 감시를 하는 것은 우리로 하여금 고도 3cm의 해상도에서 분출하는 가능성에 대해 경이롭게 만들었습니다. 100m.

그러나 한편 2019년 9월 사우디아라비아에서 드론 공격으로 전 세계 석유 공급의 약 5%를 앗아갔고 어려운 질문을 던졌다. 무인 항공기는 인류의 은인으로 계속 될 것인가, 아니면 미래에 대량 살상 및 테러의 무기가 될 것인가?

드론에는 세 가지 요소가 있습니다. 우수한 기술, 막대한 투자 및 빠른 채택이 필요합니다. 미래의 드론에 따라 번영과 파괴의 상반된 기회가 공존할 수 있는 시나리오에서 세 가지 수준 모두 공모할 수 있습니다.

드론 소개

드론은 전용 원격 장치에 의해 자율적으로 비행할 수 있는 무인 항공기(UAV)입니다. 비행 모드 제어는 GPS와 같은 추적 장치의 지원을 받는 반면 컴퓨터 프로그램이 지시하는 특정 작업을 공중에서 수행할 수 있는 기능이 있습니다.

드론의 기원은 1960년대 이후 정부와 군이 지능형 전투 장치에 대한 필요성을 인식했기 때문입니다. 베트남 전쟁 중 미군은 정찰 목적으로 드론을 적극적으로 사용했으며 1982년 레바논 전쟁 중에 이스라엘군이 사용했습니다.

그러나 기술의 발전으로 드론은 나중에 많은 상업용 응용 프로그램을 위해 다양한 형태로 맞춤화되었습니다. 인류의 큰 이익을 위해 참담한 상황에 접근하고, 실종자를 찾고, 3D 지도를 만들고, 경관을 조사하고, 야생 동물 보호, 파이프라인 검사, 교통 모니터링, 일기 예보, 소방, 농업, 사진, 비디오 제작, 학술 프로젝트에 도움을 받았습니다.

특히 전염병 상황에서 배달 서비스도 우리 모두에게 위안이 될 수 있습니다.

드론의 비용은 크기와 기능에 따라 다릅니다. 손바닥에 쏙 들어가는 미니 버전 드론은 100달러 미만인 반면 배낭에 들어가는 군용 드론은 수천만 달러가 될 수 있습니다. 가장 큰 군용 드론 중 하나는 길이가 47.6피트인 MQ-4 Global Hawk로 보잉 737 여객기보다 넓습니다.

시장에서 가장 인기 있는 드론 중 하나는 전문 촬영으로 알려진 DJI Phantom 3였습니다. 드론은 Mavic Air, Phantom 4 Pro, Inspire 2, Walkera Voyager 5 등 최신 드론이 계승한 첨단 기술을 사용합니다.

드론 작동 방식

드론은 무게를 줄이고 높은 고도 범위를 제공하기 위해 가벼운 복합 재료로 만들어졌습니다. 모터 작동은 이 장치를 고도로 독립적으로 만들고 이 장치 내부의 모터가 작동을 멈추는 방식으로 안전 장치 기능을 제공하는 소형 고토크 다중 프로펠러 시스템에 의해 달성됩니다. 단체로 활동하고 있는 프로펠러의 지지를 받아 계속 날아갑니다.

이 프로펠러는 Wi-Fi를 포함한 전파를 사용하는 원격 지상 제어 시스템(GSC)에 의해 작동됩니다. 이러한 장치의 대부분에는 장기간 동안 공기 중에 머무를 수 있도록 착탈식 배터리가 포함되어 있습니다. 설계에 강력한 배터리를 사용하면 비행 시간이 늘어날 수 있습니다.

회전 속도 및 기타 매개변수는 자이로스코프와 센서를 통해 알고리즘을 사용하여 드론의 위치를 ​​조정하는 컴퓨터로 전달됩니다. 이렇게 하면 드론이 균형을 유지하고 일관되게 호버링하고 앞, 뒤로 또는 수직으로 움직입니다.

컴퓨터 알고리즘은 드론 운영자가 드론의 하강을 제어하는 ​​데 도움을 줍니다. 드론 조종사는 드론이 움직이는 위치와 시기를 제어할 수 있지만 자동 안정성 수준을 보장하는 것은 컴퓨터 위치 확인 알고리즘입니다.

GPS와 같은 항법 시스템은 무인 항공기의 정확한 위치를 통신 하는 무인 항공기의 기수에 고정 되어 있습니다. 선택적으로, 온보드 고도계는 고도 벡터를 통신하고 컨트롤러가 명령하는 경우 드론을 특정 고도로 유지할 수 있습니다.

진화하는 기술

오늘날의 최신 하이테크 드론은 다양한 면에서 이전 버전을 성공적으로 능가하고 있습니다.

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충돌 방지 시스템 – 장애물 감지 센서는 주변을 스캔하는 데 사용되는 반면 소프트웨어 알고리즘은 이미지를 3D 지도로 생성하여 드론이 장애물을 감지하고 피할 수 있도록 합니다. 가장 인기 있는 예는 6면 모두에 장애물 감지 기능이 있는 최신 DJI Mavic 2 Pro 및 Mavic 2 Zoom입니다.

비행 금지 구역 기능 – FAA(Federal Aviation Administration)에서 규제 및 분류하는 제한 구역에서 비행 안전을 높이고 사고를 방지하기 위해 DJI 및 기타 제조업체의 최신 드론에는 이러한 구역에 진입할 때 경고하는 "비행 금지 구역" 기능이 포함되어 있습니다.

FPV 라이브 비디오 전송 – FPV(First Person View) 기반 기술은 드론에 장착된 비디오 카메라로 구성되며 무선 신호를 사용하여 지상의 조종사에게 라이브 비디오를 방송합니다. 이를 통해 지상 조종사에게 실시간 기내 경험을 제공하여 드론이 지상에서 항공기를 바라볼 때보다 훨씬 더 높이 날아갈 수 있습니다.

스마트 인터페이스 – 오늘날 대부분의 드론은 조종기나 Google Play 또는 Apple Store에서 다운로드할 수 있는 스마트폰 앱에서 조종할 수 있습니다. 이러한 제조업체별 앱을 사용하면 드론을 완벽하게 제어할 수 있습니다.

새로운 분야 및 사업 전망

상업용으로 사용되는 드론이 번창하고 있습니다. 이를 통해 다양한 기업이 수익을 증대하고 세계 경제가 상상할 수 없는 방식으로 성장할 수 있는 대규모 기회를 얻을 수 있습니다.

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배송 서비스 - 최근 보도에 따르면 구글과 아마존은 훨씬 짧은 시간에 항공으로 배송할 수 있도록 자체 드론을 개발하고 있다. Facebook은 인터넷 액세스를 위해 신호를 원격 위치로 전송하는 거대한 드론을 개발할 계획입니다.

2018년 보잉은 최대 500파운드의 탑재량을 실을 수 있는 무인 전기 VTOL 화물 항공기(CAV)의 프로토타입을 발표했다고 발표했습니다. WEF의 "하늘에서 온 약" 이니셔티브의 일환으로 Telangana Govt는 혈액 및 의료 샘플과 같은 필수 의료 용품의 최종 마일 배달을 위해 드론을 사용하는 프레임워크를 채택하여 전 지역의 커뮤니티에 의료 서비스에 대한 접근성을 높였습니다. 상태. 뉴스 기자들은 접근할 수 없는 위치에서 정보를 수집하기 위해 드론을 사용하기도 합니다.

IoT와의 협업 – 지상 IoT 센서 네트워크와 드론의 통합 시스템은 농업 회사가 토지와 농작물을 모니터링하고 에너지 회사가 전력선 및 운영 장비를 조사하고 보험 회사가 청구 및 정책을 위해 자산을 모니터링하는 데 도움이 될 수 있습니다. 2015년에는 텍사스 오스틴에서 드론이 도시의 주거 및 비즈니스 지역에 존재하는 IoT 네트워크를 성공적으로 발견하는 실험이 수행되었습니다.

측정 및 추정 – 드론은 작물, 건물, 산의 높이를 측정하고 기록할 수 있습니다. 이것은 레이저로 대상을 비추고 반사된 것을 측정하여 거리와 높이를 계산하는 Lidar라는 원격 감지 기술을 사용하여 수행됩니다.

대기 연구 – 드론은 안전하지 않고 접근할 수 없는 지역으로 날아가 대기 질을 측정하고 특정 미생물이나 대기 요소의 존재를 확인하며 지진까지 감지할 수 있습니다.

실시간 녹음 – TV 스포츠 네트워크는 오늘날 드론을 사용하여 다른 방법으로는 얻기 어려운 스포츠 경기 영상을 캡처합니다.

새로운 응용 프로그램의 광범위한 기반을 고려할 때 드론 경제에 대한 몇 가지 최근 비즈니스 예측은 다음과 같습니다.

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PricewaterhouseCoopers는 드론 기반 비즈니스 서비스 시장을 1,270억 달러 이상으로 평가했으며, 주요 산업은 인프라 452억 달러, 농업 325억 달러, 운송 130억 달러입니다.

국제 무인 차량 시스템 협회(AUVSI)는 드론 산업이 2025년까지 100,000개 이상의 미국 일자리를 창출하고 미국 경제에 820억 달러를 추가할 것으로 예측합니다.

Goldman Sachs는 2016년에서 2020년 사이에 드론 시장이 1,000억 달러에 이를 것으로 예측하고 있으며, 이 중 군부가 700억 달러를 지출할 것으로 예상합니다. 소비자용 드론은 해당 시장에서 170억 달러의 점유율을 차지할 것으로 추산되며 상업 및 민간 정부의 사용은 130억 달러입니다.

유엔 군축 연구소(UN Institute for Disarmament Research)는 2017년 보고서에서 전 세계 드론 시장이 2022년까지 2015년 가치에서 4배 증가하고 군사 및 비군사 목적으로 사용되는 드론을 포함하여 순자산 220억 달러를 넘어설 것이라고 인용했습니다. .

위의 데이터는 드론이 계속 존재한다는 것을 분명히 보여주며, 드론이 안전하지 않은 손에 착륙할 경우 발생하는 위협도 마찬가지입니다.

확산으로 인한 위협

드론이 아무리 인상적인 모습을 보여도 지금 당장은 미래에 위험한 무기가 될 수 있습니다. 드론의 인기가 높아지고 사용이 간편해지면서 개인 정보 보호, 보안 및 안전 문제가 대두되고 있습니다. 따라서 유인 항공기와 안전하게 공존할 수 있는 방법을 찾는 것이 점점 더 시급해지고 있습니다.

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개인정보 위협 – 하늘에 있는 이 장난꾸러기 스파이는 집이나 다른 사적인 장소에서 개인의 사진을 찍을 수 있습니다. 예를 들어, Splash News와 같은 잡지는 유명인의 삶에서 작은 에피소드의 사진 세트 약 200개를 모았습니다. 드론은 도시 및 공항 근처와 같이 잠재적으로 안전하지 않은 지역에서도 발견되었습니다.

충돌 – 증가하는 드론 트래픽은 공중 충돌 및 드론 제어 상실로 이어질 수 있습니다. 상업용 항공기에 너무 가까이 비행하는 무인 항공기의 위협은 규제에 대한 요구를 불러일으켰습니다. 예를 들어 2019년 6월 이란은 미군 정찰 드론을 격추했습니다. 그 영향은 실수로 국가 영공에 진입하는 공격을 피하기 위해 전 세계 주요 항공사 노선을 억제한 것입니다.

민간 공격 가능성 – 드론은 재래식 무기에 비해 상대적으로 저렴하지만 훨씬 더 파괴적인 결과를 얻을 수 있습니다. 이 조달하기 쉽고 작동하기 쉽고 완벽한 기술이 대량 살상 무기를 매력적인 무기로 만드는 것입니다. 2017년 연구에서 유엔 군축 연구소(UNIDR)는 드론을 군대에 매력적으로 만드는 동일한 특성으로 인해 무장 드론이 특히 오용되기 쉽다고 밝혔습니다. Penn Political Review의 보고서에 따르면 후티 반군, 레바논 헤즈볼라, 하마스, 리비아 민병대, 우크라이나 분리주의자, 쿠르드족 페시메르가, 시리아 알카에다, 콜롬비아 FARC 등 많은 무장 단체가 드론을 소지하고 사용하는 것으로 알려져 있습니다. 게다가 최근의 Saudi Aramco 석유 시설 무인 항공기 공격 사례는 고가의 미사일 탐지기 시스템이 고도가 낮고 속도가 느리기 때문에 무인 항공기에 얼마나 효과가 없는지를 증명합니다.

해킹 – 어떤 면에서 드론은 해킹될 수 있는 프로그래밍 가능한 코드가 포함된 운영 체제와 소프트웨어를 탑재한 비행 컴퓨터와 같습니다. 드론은 다른 드론을 찾아 날아다니며 무선 네트워크를 해킹하고 소유자의 연결을 끊고 제어권을 인수하도록 개발되었습니다.

정부의 안전 규정

시간이 지남에 따라 전 세계의 규제 기관은 드론의 오용 가능성을 방지하기 위한 조치를 취했습니다.

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중국: 무게가 15파운드를 초과하거나 400피트 이상을 비행하는 드론은 중국 민간 항공국(CAAC)의 면허가 필요합니다.

영국: 민간 항공국(CAA)은 무게가 0.5파운드를 초과하는 드론에 대한 등록을 의무화하고 500피트 이상 비행을 금지합니다.

미국: FAA는 상업용 드론에 대한 원격 파일럿 인증서 및 최대 100mph 속도 등록, 적절한 충돌 방지 조명이 있는 일광 전용 작업, 덮개가 있는 구조 또는 실내에서 비참가자에 대한 UAV 작동 금지와 같은 특정 규정을 구체적으로 요구합니다. 덮인 고정 차량.

유럽: SESAR(Single European Sky ATM Research)는 상업용 항공기와의 간섭 및 충돌을 피하기 위해 전자 등록, 전자 식별, 드론 지오펜싱 및 유인 항공과의 완전한 통합을 포함한 U-space 기반 서비스의 출시를 계획하고 있습니다.

결론

드론은 놀라운 기술의 선물입니다. 대규모 확장은 거의 모든 국가에서 다양한 애플리케이션을 위한 드론을 개발하도록 고무하고 있습니다. 오늘날의 드론은 마이크로컨트롤러, GPS, Wi-Fi 및 센서 장치와 같은 모든 첨단 기술의 조합입니다. 그들은 많은 회사와 신생 기업에 비즈니스를 제공하는 동기화된 방식으로 작업해야 합니다. 또한, 드론 키트의 풍부함, 배우기 쉬운 프로그래밍 언어, 인터넷 강의 자료를 통해 초보자도 쉽게 드론을 만들고 코딩할 수 있습니다.

정부의 역할은 저비용 탐지 시스템의 개발을 시행하기 위한 그러한 시나리오에서 매우 중요합니다. 이러한 시스템은 악의적인 드론을 탐지하고 강력한 규제를 구축할 수 있을 정도로 발전해야 합니다. 침입자가 이 귀중한 기술을 오용하지 않도록 하십시오.