극지과학자가 들려주는 드론 이야기(그림으로 보는 극지과학 11)

남극과 북극에서 종횡무진 펼쳐지는 드론의 활약상



남극에서 드론을 이용하면 자연환경에 대한 교란을 최소화하면서 남극 식물의 분포를 안전하고 효과적으로 관찰할 수 있습니다. 또한 하늘에서 펭귄의 서식지를 관찰해 인공지능으로 펭귄의 숫자를 셀 수도 있지요.

북극의 해빙 변화를 연구하는 데에도 드론을 활용합니다. 해빙 위의 용융 연못과 해빙의 거칠기를 관찰해 지구온난화에 대한 연구를 수행하지요. 드론은 인공위성보다 정밀한 정보를 획득하기 위해 활용되는데, 북극해 한가운데 떠 있는 얼음 위에서 드론을 운용한다는 것은 생각만큼 쉽지 않습니다. 드론을 이용하기 전 활용했던 헬리카이트와 고정익 무인기에 대한 이야기도 소개되어 있습니다.



최첨단 기술의 집합체, 드론



이 책은 저자가 2012년부터 무인 비행체를 이용하여 극지 연구를 한 경험을 소개하고 있습니다. 극지는 연구 활동을 수행하기 힘든 곳이며, 또한 인간의 손이 최소로 닿아야 하는 곳이기 때문에 드론을 활용한 연구는 앞으로도 계속 될 것입니다.

이런 연구를 위해 극지에서 성능을 발휘할 수 있는 무인기 개발이 국내에서도 진행 중입니다.

초소형 드론에 사용될 수 있는 센서 개발, 그리고 이러한 센서로부터 받은 신호를 안전하고 역동적인 움직임으로 전환가능하게 하는 저전력의 전기모터 기술, 자동 이착륙, 장애물 회피, 자동으로 목적지까지 찾아가는 항법 기술, 무엇보다 인간의 안전을 최우선으로 생각하는 안전 기능이 갖춰진 무인기가 개발되면 극지에서 보다 다양한 연구가 활발히 진행될 것입니다.



극지과학 시리즈의 열한 번째 책



극지과학 시리즈는 남극과 북극의 육지와 바다, 대기는 물론 생태계와 관련된 모든 현상과 원리를 알기 쉽고 깊이 있게 전달합니다.

극지과학 시리즈는 다음과 같은 생각을 담고 있습니다.

첫째, 시각 자료를 충분히 활용합니다. 과학의 특징 중 하나는 '데이터가 말을 한다.'는 데 있습니다. 관측과 실험 결과를 알기 쉽게 시각화하여 독자가 직접 자료를 확인할 수 있도록 하였습니다. 또한 외국의 최신 자료를 신속하게 소개하면서, 동시에 국내 과학자들이 직접 관찰하고 실험한 결과를 적극 반영하여 설득력을 높였습니다. 책에 사용된 그림에는 충분한 설명을 기초부터 자세하게 곁들였습니다. 일반인은 물론 고등학생들도 과학 개념을 시각화하여 받아들이는 데 좋은 자료로 활용할 수 있을 것입니다.

두 번째는 사람을 통해서 알려줍니다. 과학은 객관적인 학문이라 주관성이 배제된 학문이라 생각하기 쉽지만, 실제로는 그렇지 않은 경우가 많습니다. 누가, 언제, 어떤 계기로 연구를 하게 되었는가가 생각보다 큰 역할을 하곤 합니다. 이번 시리즈에서는 과학자들의 실제 연구 과정을 통해 과학의 발전 과정을 알아봅니다. 또한 과학자들이 관찰과 실험을 하고 이론을 만들어가는 과정 그 자체가 하나의 드라마이기도 합니다. 바로 과학자를 통해 과학으로 들어가는 이유입니다.

세 번째, 과학은 그 자체가 독립적이라기보다는, 역사적, 사회적, 정치적, 경제적 요인들이 함께 녹아 만들어진 하나의 과정입니다. 과학적 발전의 방향을 결정하고, 속도를 조정하고, 결과를 실용화하는 데에도 과학 이외의 수많은 요소들이 관여하고 있습니다. 이번 시리즈에서는 과학에 대한 이야기 못지 않게 과학과 관련된 다른 관점들을 함께 보여줄 것입니다.

이 시리즈를 기획한 극지연구소(Korea Polar Research Institute, KOPRI)는 우리나라 유일의 극지 연구 전문기관으로, 극지의 기후와 해양, 지질 환경을 연구하고, 극지의 생태계와 생물 자원을 조사하고 있습니다. 또한 남극의 '세종과학기지', '장보고과학기지' 북극의 '다산과학기지', 쇄빙연구선 '아라온'을 운영하고 있으며, 극지 관련 국제기구에서 우리나라를 대표하여 활동하고 있습니다.

들어가는 글

1장, 드론, 남극 세종과학기지에 가다

1. 한국 최초로 극지 연구에 드론을 띄우던 날

2. 드론, 그냥 날리면 안 돼요!

3. 공상과학영화에 등장했던 드론, 이젠 내 옆에

4. 극지에 적응은 쉽지 않아요

2장, 드론, 남극의 식물과 동물을 보다

1. 남극의 식물이 하늘에서 보여요

2. 하늘에서 펭귄 숫자를 세어요

3. 해표들! 일광욕 재미있니?

4. AI로 펭귄의 숫를 세어요

3장, 드론, 북극 얼음의 민낯을 보다

1. 드론, 해빙 위를 날다

2. 얼음 위에 연못이 있네?

3. 해빙 표면을 3차원으로 재구성하다

4. 모두가 하얀 얼음, 드론은 어떻게 구분할까?

4장, 드론, 극지의 길을 안내하다

1. 극지연구소, 첨단 드론 활용의 시작

2. 드론, 4차 산업의 극지 실현

맺음말

용어 설명

참고 문헌

김현철 극지연구소 책임연구원으로, 서울대학교 지구환경과학부에서 박사학위를 받았다. 인공위성과 무인기를 활용하는 극지 원격탐사 연구그룹을 우리나라 최초로 조직하여 온난화 현상을 감시하는 원격탐사 연구를 수행하고 있다. 아리랑위성을 극지 원격탐사에 최초로 사용하여 한국의 극지 원격탐사 역량을 전 세계에 알렸을 뿐만 아니라, 한국 최초로 드론을 활용하는 극지 탐사를 수행하고 있다. 현재는 기후변화에 의한 극지의 빙권 변동을 감시하는 원격탐사빙권정보센터의 센터장을 맡고 있다. 과학기술연합대학원대학교(UST)의 극지과학 전공 교수이기도 하다.