[뉴스비전e 정윤수 기자] 자연재해, 건물붕괴, 사고 등의 재난 뉴스가 거의 매달마다 헤드라인에 오르고 있다. 안전에 대한 불안감은 국민들이 늘상 지니고 살아야 할 정도다. 

4차산업혁명을 통해, 효율화·편리함·혁신 및 경제 발전 등 다양한 기대를 받고 있다.

기술 진화에 따른 재난을 대처하는 혁신적인 기술도 4차산업 시대를 맡이해, 과학기술이 이뤄내야 할 숙제로 꼽힌다. 

최근 전세계적으로 발생하는 재난은 지진, 화재, 풍수해 등과 같이 단순히 1차적인 재난이 아니라 여러 형태의 재난이 합해진 복합재난으로 변해가고 있다.  

이에 따라 재난 발생시 신속하게 대응할 수 있는 진화된 기술의 필요성도 높아진다. 

스마트폰, 드론 및 통신장비 등 하드웨어적 기술 뿐 아니라 3D, 시각 프로그램, 데이터 관리 등 소프트웨어적 기술을 함께 적용해 재난 발생시 사상자를 최소화하고, 재산피해를 줄이기 위한 융합 연구들이 활발하게 진행중이다.  [편집자 주]

[①구호팀 투입의 한계... 대안으로 제시된 드론 ]

현재의 재난대처 기준으로는 매몰자가 휴대하고 있는 휴대기기가 파손됨이 없이 신체 인근 또는 몸에 소지하고 있는 것으로 가정하고, 재난 발생시 무선신호를 강제적으로 활성화하기 위해 특정 코드를 담은 재난발생 문자를 해당 재난지역 거주자에게 전송한다. 

그러나 시설 붕괴로 인해, 통신이 마비될 경우는 재난을 긴급히 알리는 절차부터 난관에 부딪힌다. 

더구나 기존 구호방식을 활용할 경우 구호인력이 붕괴지형 상부로 구호팀이 투입이 되어 생존자를 탐색하므로 많은 시간과 비용이 발생된다는 지적이 나온다. 이에 따른 신속한 생존자 탐지가 어려우며, 잔해들의 추가 붕괴 가능성에 따라 2차 피해가 발생할 수 있다.

한국건설기술연구원 재난 연구 담당자는 "재난 현장에서 매몰자를 탐지하기 위해서는, 구조 업무를 수행하는 인력이나 관리자가 현장의 실제 붕괴 정도 및 현재 상태를 신속하게 파악해야 구조 업무가 순조롭게 진행될 수 있다"며 "위험한 현장 여건 및 인력의 한계로 인하여 재난 현장의 상황을 신속하고 정확하게 파악하는 일은 쉽지 않다"고 설명했다. 

이에 따라 구호인력의 붕괴지점으로의 직접 투입 방식을 지양하면서 매몰자의 위치를 신속하고 정확하게 탐지하기 위한 기술개발의 필요성이 절실하게 대두되고 있다.  

붕괴 현장의 경우 사람의 접근시 추가 붕괴의 위험 등으로 사건이 발생한 부분에 접근이 어려워 현장의 정보를 쉽게 파악하기 어렵고, 넓은 재난 지역의 경우 한정된 구조 인력을 활용해  현장의 실제 붕괴 상황을 파악하기 힘든 현실이다. 

◆지형 형상 파악에 유리...대안으로 제시되는 드론

이와 같은 어려움을 극복하기 위하여, 이른바 드론을 활용할 경우, 재난 현장의 붕괴 지형의 형상을 파악하고 잔해 속에 매몰자 인명의 위치를 신속하게 확인하는데 활용할 수 있다.

인명구조를 위해서는 우선, 전체적인 붕괴지형을 입체적으로 파악한 후 매몰지점 상부와 하부에서 신속하고 정확하게 매몰자의 위치정보를 취득하여 구조자와 공유함으로써 원활한 구호활동을 수행할 수 있다. 

과학기술정보통신부은 한국건설산업연구원에 위탁해 이와 같은 '붕괴지역 형상정보구축 및 매물자 탐지기술' 연구를 진행해 왔다. 

연구 결과에 따르면, 매몰자의 생존 골든타임 내에 구호가 가능한 인접환경이라면 직접 현장에 도착해 매몰자 탐지 드론을 운영할 수 있다. 현장 여건상 드론투입이 어려운 경우, 원격으로 드론을 현장에 투입해 재난지역 반경으로 자율비행 기능을 활성하고, 경로 계획을 미리 설정한다. 이와 같은 방식으로 재난 구역의 규모에 따라 드론을 1대 또는 그 이상 투입할 수 있다. 

드론에 탑재된 인명탐지 모듈과 함께 스테레오 비전 모듈을 활용하여 붕괴지형의 이미지를 수집하고, 미리 설계된 알고리즘을 통해 3차원 붕괴형상 정보를 구축한다. 

붕괴지형 정보 취득과 동시에 드론에 탑재된 매몰자 탐지 모듈을 통해 실시간으로 매몰자 휴대기기의 신호를 스캐닝하고 인명의 상태 또는 위치를 확인할 수 있는 센서 정보를 취득하게 된다. 

만약 비행하는 동안 1개 또는 그 이상의 무선신호가 인식될 경우 관련 탐지정보를 드론의 비행제어 모듈에 전송하고 일정시간 동안 제자리 또는 정지 비행하는 '호버링(Hovering)모드'로 자동 전환된다. 

호버링 시간동안 매몰자가 송출하는 무선신호 정보와 기압센서 정보를 전송받아 실시간으로 내장 메모리에 저장된다. 

4G LTE망을 통해 지상부의 데이터 수집 서버로 전송된다. 만약 통신망이 단절될 경우 휴대용 재난안전 통신망인 재난-LTE를 활용할 수도 있다. 앞으로 5G가 상용화 될 경우 활용도는 더욱 높아질 수 있다.  

수집된 데이터는 정밀한 위치정보로 변환되고 웹 서버를 통해 해당 위치정보가 시각적 정보
로 가공되어 3D 붕괴지형이나 Open Map상에 표출된다. 이때 신호강도에 따라 표출되는 위치 점의 색상이 달라진다. 

이러한 과정에 따라 12시간 이내에 3D 붕괴지형 취득 및 인명탐지를 완료하여 생존 골든타임 내에 매몰자를 구호할 수 있도록 한다. 

융합정책연구센터 문현석 연구원은 "활용이 확대되고 있는 드론과 이미 보급화가 이뤄진 스마트폰을 활용하는기술로, 재난으로 인한 대형 인명 피해를 줄이는데 유용하다는 측면에서 주목할 필요가 있다"고 평가했다.