충남소방본부에 따르면 2021년 11월 24 ~ 27일까지 3일간 대구 북구 엑스코(EXCO) 동관 1층 국제소방안전박람회에서 화재 진압용 군집 드론 전시회를 개최할 계획이다.이번 전시회는 충남도 소방본부와 박창우 청주대 교수팀이 공동 연구 중인 화재 진압용 군집 드론이다. 군집 드론은 화재조사 드론과 연계해 불이 난 지점 정보를 3D 영상으로 전송 받아 운항 통제 소프트웨어로 통제하고 있는 여러 대의 드론을 동시 출동시켜 화재를 진압할 수 있다.뛰어난 줌 기능 카메라로 수 km 거리의 표적 확인, 목표물 자동 검색, 적외선 열화상 카메라 등이 장착돼 육안으로 식별하기 어려운 건물 내부 물체를 감지할 수 있다.또한 드론에서 소화약제를 수직과 수평 방향 모두 방사할 수 있도록 설계했다. 2021년 9월 9일 천안 중앙소방학교에서 전국에서 처음으로 화재 진압용 군집드론시스템 시연회를 열어 가능성을 확인했다.11월 24일 오후 3시 전시관 야외 시연장에서 친환경 소화약제와 군집 드론을 활용한 화재진압 시연회가 열린다. 참석객들은 화재 진압 시연회를 관람할 수 있다.전시 부스 방문시 충남소방본부 관계자와 박창우 교수로부터 드론 기체와 소방 군집드론시스템에 대해 자세한 설명을 들을 수 있다.오경진 소방본부 화재조사팀장은 "소방 드론은 초고층 건축물 등 기존의 장비나 대원만으로는 대응에 어려움이 있는 화재 현장에서 소방관의 눈이자 손과 발이 되어 줄 것이다."'라며 "조속한 실전 배치를 위한 추가적인 연구로 안전성과 완성도를 더욱 높이겠다."고 말했다.▲ 2021년 9월 군집 드론 소화약제 방사 시연 장면(출처 : 충남도)

미국 몬태나주립대(University of Montana)에 따르면 화재 진압을 보조하고 산불을 예측할 수 있는 소방용 드론을 개발하고 있다. 추후 드론으로 지역 소방청을 지원할 계획이다.현재 몬태나주립대에서 개발 중인 소방용 드론은 온도, 습도, 풍속, 풍향 등을 측정할 수 있는 장비를 탑재하고 있다. 수집된 데이터는 모두 실시간으로 통제 센터에 전송된다.드론으로 수집한 데이터로 화재 규모를 파악허며, 화재 발생을 예측하는 용도로도 활용될 수 있다. 가스 감지 센서나 적외선 카메라도 장착돼 있으며 관련 데이터까지 포함하면 활용 범위는 더욱 늘어난다.몬태나주 일부 소방서는 화재로 발생되는 독성 가스를 감지하기 위해, 또는 화재 규모를 측정하기 위해 드론을 투입한 바 있다. 화재를 진압하기 전 유용한 정보를 인지할 수 있다는 긍정적인 피드백을 받았다.반면 다른 소방서에서는 드론의 투입이 오히려 화재 진압에 방해가 됐다는 의견을 제기했다. 진압 작전을 하는 데 시야를 가리는 등 발화 지연제를 뿌리는 데 어려움을 겪었기 때문이다.연구팀은 이러한 현상에 대해 ‘고도 제한’에 따른 비행 규칙이 주요인이라고 지목했다. 400피트(약 122미터) 미만의 고도 제한은 드론의 운영 범위를 극도로 제한한다.소방용 드론처럼 관찰이 주된 임무는 높은 고도일수록 수집할 수 있는 데이터가 더 많다. 대형 화재나 산불이 발생했을 때 400피트 이상으로 비행해야 하며, 그래야 주변의 특정 임무도 방해하지 않는다.몬태나주립대 연구진은 2021년 10월 산불이 자주 발생하는 오리건주로 이동해 소방용 드론을 테스트할 예정이다. 다양한 화재 현장에 대한 데이터 수집도 진행할 계획이다.▲몬태나주립대 드론 연구 홍보자료(출처 : 홈페이지)

미국 콜라라도주 덴버시 소방청(DFD)에 따르면 최근 소방업무를 위해 결성한 ‘드론 방재 운영팀(Fire Drone Team)’이 활동 중인 것으로 나타났다.드론 방재 운영팀은 5년 전 화재 현장의 신속한 파악과 조기진압을 목적으로 그 필요성이 제기됐다. 이후 수년간의 드론 연구개발와 조종훈련을 거쳐 긴급대응팀을 편성했다.지난 4월 8일, 덴버시 휘티어 마을의 한 교회에서 화재가 발생했다. 이때 드론 운영팀에서 관측용 드론을 띄워 진압팀보다 빠르게 현장을 확인했고 크게 번질 수 있는 화재를 막았다.소방용 드론의 이점에는 ▲출동 인력보다 빠른 현장 도착 ▲화재 조기식별로 추가 화재예방 ▲소방대원 인명피해 감소 등이 있다.현재 드론 방재 운영팀은 총 12명으로 구성돼 있으며 이중 5명은 연방항공청(FAA)으로부터 인증을 받은 조종사다. 장비는 드론 3기와 컨트롤박스를 탑재한 지휘소 차량 1대를 갖추고 있다.Greg Pixley 드론 방재 운영팀장은 “소방용 드론의 수요는 점점 증가하고 있다”면서 “추후 팀원을 늘려 긴급대응에 더욱 효율적으로 대처할 것이다”라고 밝혔다.▲2020년 8월 콜로라도주 그리즐릭크릭 산불 화재현장을 드론으로 촬영한 적외선 이미지(출처 : 콜로라도 국토관리국 홈페이지)

이탈리아 제노바대(University of Genoa) 연구팀에 따르면 미래의 소방업무는 군집 드론(drone swarms)이 담당하게 될 것으로 전망된다.최근 몇 년간 기후변화와 무분별한 환경파괴로 인해 야생지나 황무지의 대형 화재사고가 지속적으로 증가하고 있다.산간 지역이나 외딴 곳에 화재가 발생할 경우 소방 인력과 설비가 현장까지 이동해 진압 작전을 수행하는 것은 결코 쉬운 일이 아니다.산불이 발생하면 몇주에서 몇개월까지 화재가 유지되면서 진압에 어려움을 겪는 것은 그만큼 환경적, 물리적 요소가 열악하다는 방증이다.▲산불화재 발생 시 군집 드론의 운영 시뮬레이션(출처 : DroneMasters 홈페이지)연구팀은 이러한 화재 현장에 군집 드론을 활용할 경우 기존 진압 방식보다 더욱 빠른 현장 투입과 감시, 소화액 분사가 가능하다고 주장한다. 군집 드론의 특징은 기체별로 각기 다른 임무를 수행하면서도 그리드 네트워크에 연결돼 통합시스템으로 유연하게 제어할 수 있다는 점이다.또한 기체당 5~50kg 상당의 페이로드를 운반할 수 있어 군집이 커질수록 많은 양의 소화액을 운반하고 분사할 수 있다. 화재 진압이 수월해지는 이유다.특히 연구팀은 기존 소방 인력과 설비가 화재 현장에 극히 제한적으로 배치되는 데 반해 드론은 상당히 자유롭게 기동한다고 강조했다.다만 군집 드론을 운용하는 데 몇가지 기술적 과제는 남아 있다. 장시간 작전 수행을 위한 배터리 자동 충전 및 교체, 소화액 급유 인프라 등이 그것이다.국내 드론학을 집대성해 '드론학개론'을 집필한 민진규 국가정보전략연구소장은 “소방용 군집 드론의 출현은 당연한 미래의 일”이고 주장하며 “기술적 미비점을 보완하기 위해 다방면 전문가와 협업이 필요할 것”이라고 밝혔다.참고로 제노바대 연구팀은 2018년부터 수학, 건축학, 계측학, 드론 제작, 자동화 기술 등 다양한 분야의 학자가 모여 군집 드론을 연구하고 있다.▲통합 통신시스템으로 연결된 드론의 가상 이미지(출처 : 스위스로잔연방공과대학 홈페이지)

중국 드론 제조업체인 이항(亿航)에 따르면 고층 건물 소방용 드론 Ehang 216F를 개발했다. 2020년 7월 윈푸(雲浮)시에서 열린 행사에서 시연했다.드론은 전기 구동식 승객용 드론 Ehang 216의 특별 버전이다. 최대 600미터 높이까지 비행할 수 있으며 최대 150리터의 소화 거품(extinguishing foam)과 6개의 "소화 폭탄(firebombs)"을 운반할 수 있다.드론은 열화상 카메라를 사용해 화재 원인을 찾은 다음 호버링 상태에서 "윈도우 브레이커(window breaker)"를 발사해 창문을 깨드린다.이어서 분말 소화기의 분말과 같은 "소화 폭탄"을 발사하여 화재를 진압한다. 다음으로 소화 거품을 발사해 불씨로부터 산소를 제거하고 화재의 재발을 방지한다. 드론은 소방서의 대응 시간을 상당히 단축시킬 수 있다.드론이 화재를 완전히 진압할 수 없더라도 소방관들에게 미리 중요한 정보를 제공할 수 있다. 이를 통해 고층 건물 화재시에 보다 빠른 진압이 가능할 것으로 전망된다.참고로 Ehang 216은 16개의 전기 모터와 프로펠러, 360kg의 무게, 260kg의 페이로드를 갖춘 2인승 드론이다. 비행 범위는 35km, 최고 속도는 130km/h로 예상된다. 노르웨이에서는 이미 민간항공청으로부터 운영 허가를 받았다.▲ China-Ehang-drone-fire▲ 이항(亿航)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)