미국 휴스턴대학교 연구진이 비행 중인 드론이 추락 위기에 놓이기 전에 스스로 경로를 바로잡는 탑재형 안전 시스템을 개발했습니다. 쿼드로터 드론용으로 설계된 이 기술은 조종사나 비행 소프트웨어를 대체하지 않고, 위험 상황이 감지될 때만 개입하는 '안전 감독관' 역할을 합니다. 연구 결과는 미국기계학회(ASME) 디지털 컬렉션에 게재됐습니다.
드론이 계획된 경로를 정확히 따르더라도 돌풍이나 외부 충격이 기체를 장애물 쪽으로 밀어낼 수 있습니다. 새 시스템은 이런 위험을 실시간으로 인식하고, 충돌이 일어나기 전에 자동으로 자세를 교정하도록 설계됐습니다.
드론을 감싸는 가상의 안전선
연구를 이끈 마르치아 체스콘 휴스턴대 기계·항공우주공학과 교수는 이 기술을 드론을 둘러싼 "보이지 않는 울타리"에 비유했습니다. 감독 알고리즘이 드론이 울타리에 위험할 만큼 가까워질 것으로 예측하면, 기체를 울타리 바깥이 아닌 안전한 안쪽으로 밀어낸다는 설명입니다.
시스템의 바탕은 제어 장벽 함수(CBF·Control Barrier Function)라는 수학적 기법입니다. 소프트웨어가 드론의 기울기와 위치를 계속 감시하다가 안전 한계를 벗어날 조짐이 보이면 일시적으로 제어권을 넘겨받아 기체를 안전 범위 안에 붙잡아 둡니다. 시뮬레이션에 머물지 않고 대학 연구실의 실제 기체에서 개발과 검증을 거쳤다는 점이 이번 연구의 강점으로 꼽힙니다.
기반 시설 점검이나 좁고 붐비는 공간 비행처럼 까다로운 임무를 드론이 맡는 사례가 늘면서, 평상시 비행에는 간섭하지 않다가 필요할 때만 나서는 안전장치의 수요도 커지고 있습니다. 연구진은 이 기술이 자율 비행과 조종사 보조 비행 모두에서 예측하기 어려운 조건으로 인한 사고 위험을 줄일 것으로 보고 있습니다.