美 카네기멜론대 연구진, 소방관 위한 드론 개발
# 지난해 캐나다 곳곳에서 최악의 산불이 발생했다. 캐나다산불센터에 따르면 산불 대란 당시 캐나다 전역에서 불이 났고, 불길을 진압하는 과정에서 8명의 소방관이 숨졌다. 일부 소방대원들은 주민들을 구조하려다 현장에서 빠져나오지 못하면서 목숨을 잃었다.
해마다 봄철이면 어김없이 대형 산불이 발생한다. 더불어 기상기후로 산불이 잦아지고, 규모도 커지고 있다. 이에 목숨을 걸고 불길에 뛰어드는 소방관들의 안전을 위한 장비도 발전해야 한다는 목소리가 높아지고 있다. 이 가운데 미국의 한 대학 연구진이 소방관의 화재 진압을 도울 수 있는 드론 기술을 개발해 관심이 쏠리고 있다.
미국 카네기멜론대학교(CMU) 로봇공학연구소 연구원들은 최근 연기 속을 탐색할 수 있는 드론을 제작했다. 연구에 참여한 박사과정생 '앤드류 종(Andrew Jong)'은 "현재 산불 진압에 사용되는 드론은 나무 위로 높이 날기 때문에 연기를 뚫고 볼 수 없다"라며 "나무 위나 나무 아래 지역에서 비행하는 드론을 만들고 싶었다"라고 밝혔다.
연구진이 개발한 드론은 저고도로 비행하며, 소방관을 대신해 짙은 연기를 뚫고 상황을 제대로 인지한다. 연기 속에 숨겨진 가지나 전력선, 기타 장애물을 피하기 위해 드론은 인공지능(AI) 기술과 결합된 적외선 및 가시광선 카메라, 레이더 등 센서를 탑재했다. 소방관이 연기가 자욱한 화재 현장의 실시간 정보를 미리 파악하고 투입될 수 있게 됐다.
카메라와 센서를 기반으로 화재 현장의 지도를 그려 소방관의 불길 진압을 돕는다는 이야기다. 더불어 소방관이 안전하게 현장을 빠져나올 수 있도록 탈출 경로를 제공할 수도 있다. 드론의 최대 목표는 가능한 가장 빠르게 산불 현장의 3D '디지털 트윈'을 효과적으로 구축하는 것이다. 집이나 기타 구조물의 3D 재구성도를 만들 수도 있다.
이를 통해 소방관은 구조를 파악하고, 제한된 자원으로 구조 가능성이 높은 곳으로 진입할 수 있다. 현재 소방관들은 이러한 판단을 직접 육안으로 보면서 수행해야 하기 때문에 위험에 처하는 상황을 자주 맞닥뜨린다. 이 프로젝트에는 캘리포니아 샌버나디노 카운티 소방국에서 27년 동안 근무한 소방관 조쉬 윌킨스(Josh Wilkins)가 협력하고 있다. 그는 소방용 드론의 필요성이 크다고 피력했다.
퇴역 소방관 조쉬 윌킨스는 "소방관들은 최신화된 정보를 제공받지 못하는 경우가 많다"라며 "최초 대응자에게 매우 위험한 상황이 벌어지곤 한다"라고 밝혔다. 반면 조쉬 윌킨스는 동료 소방관들이 새로운 기술을 받아들이는 것을 주저할 수도 있다고 우려헀다. 조쉬 윌킨스는 "항상 저항이 존재한다. 특히 소방서는 더욱 그렇다"라며 "안전 요소와 드론으로 수집할 수 있는 양질의 데이터를 보여주면 설득할 수 있을 것"이라고 내다봤다.
연구진은 기술의 완성도를 높이기 위해 화재의 열 이미지를 모방하는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용해 드론을 훈련시켰다. 모닥불을 피우거나 연기 발생기를 사용해 탐색 능력을 평가했다고 한다. 앤드류 종은 "나무 사이를 날아다닐 뿐만 아니라 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 3D 재구성을 제공하고 싶다"라며 "이를 통해 소방관이 위험에 빠지지 않고 현장을 빠르게 탐색할 수 있다"라고 했다.
드론은 바람, 습도, 일반적인 기상조건을 실시간으로 측정하는 데에도 사용할 수 있다는 설명이다. 이러한 기상조건이 신속히 파악돼야 소방관이 어떠한 장비를 활용할지 빠르게 판단할 수 있다. 한편 이번 연구는 미국 농무부와 국립과학재단의 지원을 받아 수행됐다.
AI포스트(AIPOST) 유형동 수석기자 aipostkorea@naver.com