▲ 일본 JAXA(宇宙航空研究開発機構) 빌딩 [출처=홈페이지]일본 JAXA(宇宙航空研究開発機構)에 따르면 2009년 발사헸던 H-IIA 로켓의 상단 부분 촬영에 성공했다. 위성 발사에 사용된 후 현재 우주 쓰레기로 취급되며 지구의 궤도 위에 떠돌고 있다.쵤영된 이미지에 따르면 로켓의 파편은 지구의 중심 방향으로 자세를 잡고 있었다. JAXA가 사전에 예상한 것과 동일한 결과다.또한 로켓의 표면에 사용한 단열재도 발사 당시에는 오렌지색이었지만 예상과 같이 짙은 갈색으로 변해 있었다. 태양 자외선의 영향으로 변색됐기 때문이다.우주 쓰레기를 포집하는 위성을 운용하려면 표면 재료의 열화 상황에 대한 정보를 정확하게 파악해야 한다. 위성과 랑데뷰하거나 거리를 측정하는 센서의 성능을 결정하기 위한 목적이다.JAXA는 벤처기업인 아스트로스케일(アストロスケール)와 같이 우주 쓰레기를 제거하는 위성인 'ADRAS-J'를 발사했다. 이번 JAXA가 공개한 H-IIA 로켓의 잔해를 촬영한 것이다.

네덜란드 비영리 환경단체 더 오션 클린업(The Ocean Cleanup)에 따르면 태평양 쓰레기 섬(Great Pacific Garbage Patch)을 정화하기 위해 수상 드론을 투입할 계획이다.태평양 쓰레기 섬은 바다 위에 떠 있는 쓰레기 더미가 160만킬로미터 달하면서 붙여진 이름이다. 쓰레기 규모는 1940년부터 매 10년마다 10배씩 증가할 만큼 심각한 수준에 이르고 있다.지금도 쓰레기 정화 작업이 진행되고 있지만 방대한 양을 처리하기에는 한계가 있다. 더 오션 클린업은 공중 및 수상 드론을 투입시켜 해양쓰레기 지도를 구축해 정화 작업을 효율화하겠다는 방침이다.더 오션 클린업은 동종단체 오션스 어맨드(Oceans Unmanned)와 파트너쉽을 체결했다. 오션스 어맨드는 해양쓰레기 탐지용 수상 드론 ‘Aeromao Talon’을 개발하고 있으며 이번 프로젝트에 참여한다.양 단체는 기존 해양 감시용 선박에 수상 드론 'Aeromao Talon'을 싣고 태평양 쓰레기 섬에 투입시킬 예정이다. 인공지능(AI) 기술로 수집된 정량적 데이터와 지리정보분석가들의 정성적 데이터를 조합해 해양 쓰레기 지도를 구축할 계획이다.현재 더 오션 클린업은 태평양 일대에서 어망 포획 방식으로 해양 폐기물을 수거하고 있다. 이번 드론 매핑 작업이 진행되면 기존보다 효율적인 방식으로 수거 작업이 이뤄질 것으로 전망된다.참고로 해양쓰레기의 대부분은 플라스틱이며 이번 매핑 작업도 플라스틱 조각을 중점으로 분석한다. 태평양 쓰레기 섬에 플라스틱 조각만 5조개가 넘는 것으로 추정되고 있다.▲해양 플라스틱의 밀집도를 모델링한 지도(출처 : 더 오션 클린업)

싱가포르 NEA(National Environment Agency)에 따르면 2021년 7월 1일부터 전국 전자쓰레기(e-waste) 처리 시스템의 운영을 시작한다.  ICT 기기, 전구, 튜브, 배터리 등 특정 종류의 전자쓰레기가 규제 대상이다. 이들 전자쓰레기가 가진 잠재적인 환경 영향성과 다양한 활용성에 의해 규제된다. 공공설치 전자쓰레기 재활용통 외에 일부 소매업자에게 전자쓰레기 폐기 서비스가 제공될 예정이다. 신규 시스템을 통해 전자쓰레기의 재활용이 더욱 쉽고 효율적이며 환경 지속 가능한 방법으로 진행될 것으로 판단된다. ▲NEA(National Environment Agency) 로고 

영국 환경기술업체 일립시스 어스(Ellipsis Earth)에 따르면 해안가 플라스틱 폐기물을 식별하고 환경 지도를 구현할 수 있는 드론을 개발하고 있다.유럽연합(EU)에 따르면 매년 해양 폐기물로 배출되는 플라스틱만 전 세계 800만톤에 달한다. 일립시스 어스는 더 이상의 환경오염을 줄이기 위해 폐기물 식별 드론을 개발하게 됐다.드론에 장착된 카메라가 해변가 쓰레기를 스캔하면 이미지 재인식 소프트웨어가 폐기물을 분석한다. 플라스틱의 종류와 크기, 그리고 브랜드까지 식별해낼 수 있다.영상 및 이미지 데이터가 모두 분석되면 환경 지도를 구축한다. 해변가 쓰레기 현황을 매핑해서 어느 지역부터 정화 관리가 우선적으로 필요한지 파악할 수 있기 때문이다.연구개발팀은 2019년부터 영국 해안가, 인도 갠지스강 일대, 에콰도르 갈라파고스 제도 등 세계 여러 지역에서 플라스틱 폐기물 식별 및 정화 프로젝트를 수행했다.최근에는 이탈리아 소렌토 해변가에서 담배꽁초 줄이기 프로젝트를 수행했고 이때 드론의 역할이 상당히 컸다. 연구진에 따르면 프로젝트 시행 후 담배꽁초가 기존보다 70% 감소했다.드론을 활용해 해안가 폐기물을 식별하고 정화하는 것은 기존에 인력을 투입하는 방식보다 효율적이다. 하지만 정확하고 꼼꼼한 작업을 위해 더 많은 데이터가 필요할 것으로 판단된다.▲일립시스 어스의 플라스틱 폐기물 식별 처리 과정(출처 : 홈페이지)

네덜란드 인공지능 및 로봇 연구개발업체 테크틱스(Techtics)에 따르면 해변가 쓰레기를 식별하고 수거할 수 있는 지상 드론 ‘비치봇(BeachBot)’을 개발하고 있다.테크닉스는 팀 프로젝트별로 대학 및 기업과 협력해 연구개발을 수행한다. 이중 해양오염 방지를 위한 기술 개발로 비치봇 프로젝트가 진행 중이다. 현재 네덜란드 텔프트공과대학(TU Delft)이 참여하고 있다.비치봇은 인공지능(AI)으로 해변에 있는 담배꽁초, 칼붙이, 플라스틱 등 작은 쓰레기를 식별할 수 있다. 텔프트공과대학 연구팀은 쓰레기를 식별하는 알고리즘을 연구하며 인공지능 기술을 보완하고 있다.다만 인공지능에 학습될 다양한 쓰레기 데이터가 아직 부족하기 때문에 추가적인 정보 수집이 필요하다. 현재 비치봇 프로토타입은 네덜란드 해변가 여러 곳에 배치돼 테스트를 진행하고 있다.연구진은 군집 드론처럼 여러 대를 동시에 투입해 비치봇의 작업 효율성을 향상시킬 계획이다. 비치봇마다 작업 구역을 스스로 할당해야 하고 혹시 모를 충돌에 회피 가능한 기능이 요구된다.현재 해양 환경을 개선하기 위해 바다 위 쓰레기를 수거하는 수상 드론도 개발되고 있다. 네덜란드 드론기술업체 랜마린(RanMarine)은 쓰레기 수거용 드론 웨이스트샤크(WasteShark)로 실험을 진행 중이다.▲비치봇 인공지능의 해변가 쓰레기 식별(출처 : 테크틱스 홈페이지)

네덜란드 드론기술업체 랜마린(RanMarine Technology)에 따르면 현재 덴마크의 쓰레기 수거 프로젝트에 수상 드론을 투입하고 있다.해당 프로젝트명은 ‘시티샤크 프로그램(CityShark program)’이다. 덴마크 오르후스항 인근에 떠다니는 유막과 부유물을 수거해 해안 환경을 개선하는 것이 목적이다.여기에 투입된 드론의 임무는 무인 항공기의 쓰레기 ‘식별’과 무인 선박의 쓰레기 ‘수거’로 이뤄지고 있다. 드론이 직접 쓰레기를 처리한다는 점에서 큰 주목을 받고 있다.먼저 쓰레기 식별은 DJI사의 열화상 카메라 기술이 내장된 Mavic이 담당한다. 해안에 떠다니는 기름막과 더불어 플라스틱 등 고형 폐기물을 감지한다.다음으로 쓰레기 수거는 랜마린에서 개발한 수상 드론 WasteShark이 맡는다. 1일 16시간 동안 최대 500kg의 폐기물을 수거할 수 있다.이 두 개의 드론은 임무 중 서로 네트워크로 페어링된 상태로 연결된다. 해안 인근을 배회하면서 각종 쓰레기를 자동으로 식별하고 직접 수거한다.과거에는 드론의 활용이 관찰과 운송 등 비교적 원초적인 영역에 머물렀다. 하지만 현재는 새로운 분야에 과감하게 접목되는 양상이 전개되고 있다.▲바다 쓰레기를 수거하는 수상 드론 WasteShark(출처 : RanMarine 홈페이지)

싱가포르 국토청(SLA)에 따르면 남부지역 섬의 보안과 환경 검사에 공무 인력 대신 드론을 투입하고 있다. 감시 드론의 역할은 지정된 섬 지역의 노후 및 손상된 설비, 쓰레기 현황 등을 확인해 국토청으로 보고하는 것이다.예를 들면, 드론에서 촬영한 영상을 머신러닝 알고리즘으로 실시간 분석해 건물 지붕의 손상, 외진 곳의 인구이동, 투기된 쓰레기 등을 파악한다.지붕이 손실되면 지역 인근 행정청에, 외진 곳의 잠재적 범죄 현장은 경찰서에, 쓰레기는 환경청에 각각 보고된다. 국토청 관계자는 "드론이 섬 관리 업무에 투입되면서 기존 방식보다 3배 정도 시간이 절약됐다“고 말한다.또한 일주일에 4~5일 정도 순찰을 해야 섬 전지역의 보안 관리가 가능했는데 드론이 투입되면서 1~2일로 줄어들었다.참고로 이번 감시형 드론은 2021년 4월 4째주부터 비가시권(BVLOS) 방식으로 운영되고 있다. 시험 연구는 2018년부터 진행됐다.▲드론으로 촬영한 영상을 머신러닝으로 분석해 유지보수가 필요한 곳을 파악하는 이미지(출처 : SLA 홈페이지)

미국 샌프란시스코하구관리연구소(SFEI)에 따르면 지역 내 개천이나 만 등 하구에 버려진 쓰레기를 찾아내는 데 드론이 활용되고 있다.SFEI 연구원들은 점점 심각해지는 하구 환경을 개선하기 위해 드론 활용을 연구했다. 그 결과 ‘드론+인공지능’ 형태로 방향을 설정했다.우선 드론에 장착된 고성능 카메라로 하구 인근 지역을 촬영한다. 다음으로 촬영된 이미지에 인공지능 기술을 적용해 흩어져 있는 쓰레기 및 부유물을 감지한다.현재 진행되는 사례를 살펴 보면, DJI의 매빅 2프로 드론으로 지정된 하구 지역을 촬영한다. 이어서 소프트웨어업체인 Kinetica에서 개발한 기계학습 도구가 쓰레기를 식별한다.기존 방식대로 하구 쓰레기를 처리하려면 방수복을 착용한 대규모 인원이 투입해야 한다. 게다가 전역의 쓰레기를 확인하는 것은 거의 불가능에 가깝다.연구진은 “바람이나 하류에 의해 휩쓸릴 수 있는 쓰레기를 빠른 시간 내 확인하고 처리하면 하구 환경을 개선하는 데 큰 도움이 된다”고 말했다.참고로 이번 환경 사업 운영자금은 미국환경보호청(EPA), 캘리포니아해양보호위원회(COPC), 캘리포니아공중보건부(CDPH)로부터 조달됐다.▲기계학습 프로그램으로 식별되고 있는 하구 쓰레기들(출처 : SFEI 홈페이지)

일본 중전기업체인 도시바(東芝)에 따르면 이산화탄소의 대규모 자원화 기술을 개발했다. 이산화탄소를 전기 분해해 연료나 화학제품의 원료로 만드는 것이 가능해졌다. 쓰레기 소각장에서 배출되는 이산화탄소를 전부 자원화하는 것이 가능한 것으로 조사됐다. 대형화 기술의 실용화를 2025년까지 실현할 계획이다. 지구 온난화 문제로 인해 이산화탄소를 대기 중에 보내지 않고 흡수 및 자원화하는 기술이 주목을 받고 있다. 기존 기술로는 쓰레기 처리장, 화력발전소와 같은 대규모 배출량 처리에 적합하지 않다.▲도시바(東芝) 로고

미국 로봇 스타트업기업인 AMP 로봇틱스(AMP Robotics)에 따르면 재활용품을 선별하고 분류하는 인공지능(AI)을 위해 $5500만 달러를 모금했다.이번 투자 시리즈 B(series B)에는 기존 투자자인 Sequoia Capital, Sidewalk Infrastructure Partners, Congruent Ventures 및 Closed Loop Partners와 함께 Valor Equity Partners와 GV가 참여했다.미국에서 2015년에만 약 2억6200만 톤의 생활 쓰레기가 발생됐다. 9100만 톤 이상이 재활용되고 퇴비화된 것으로 조사됐다.그러나 작업자 안전에 대한 우려로 인해 재활용 작업이 중단되면서 로봇 자동화 시장이 성장하게 됐다. 폐기물 분류 로봇 시장은 2024년까지 연평균 16.52%의 성장률로 $122억6000만 달러에 이를 것으로 예상된다.AMP 로봇틱스는 콜로라도주 덴버에 위치해 재활용 가능한 재료를 분류하는 로봇 시스템을 만든다. 회사의 플랫폼은 수동 프로세스보다 더 높은 선택률(분당 80개 항목)을 제공하고 개조없이 재활용 재료 흐름을 전체적으로 모니터링할 수 있다.컴퓨터 비전을 사용해 시각적 특징을 구분할 수 있다. 또한 네트워크를 이용한 클라우드에서 '수백만 개의 이미지'를 처리해 자체 개선하는 데이터를 제공할 수 있다.이를 통해 물체를 보다 정확하게 분류하고 새로운 재활용 재료 클래스를 인식해 포장 디자인 및 조명 변경에 적응할 수 있다.문자 및 이메일을 통해 전송되는 실시간 알림은 관리자가 잠재적인 장비 문제 및 위험을 포함한 진행 상황을 파악할 수 있도록 한다.2020년 4월 기준 개발된 플랫폼은 20개 이상의 주에 설치된 시설 전체에서 10억 개가 넘는 재활용품을 처리했다. 인공지능을 이용한 4만평방 피트 테스트 시설을 콜로라도에 개장한 후 수익이 전년 대비 50% 증가했다.이와 같이 인공지능은 더욱 광범위한 분야에서 널리 사용될 것으로 전망된다. 참고로 인공지능 로봇은 쓰레기 재활용뿐만 아니라 다양한 산업 분야에서 각광받고 있다.▲ USA-AMProbotics-AI▲AMP 로봇틱스(AMP Robotics)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)