화재 건물 내부를 수색하는 파이어 드론

 (Credit: EMPA)

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화재 현장에서 소방관들은 종종 위험을 무릅쓰고 연기와 화염이 가득한 건물 안으로 들어가 생존자를 수색합니다. 이렇게 해서 귀한 생명을 구하는 것이지만, 동시에 위험한 상황에 처하는 것도 사실입니다.

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따라서 화재 건물 수색에 드론이나 로봇을 도입하려는 연구가 오래전부터 있어 왔습니다. 하지만 현재 상용화된 대부분의 소형 드론의 경우 건물 내부 수색에는 적합하지만, 열에는 약해 화재 수색용으로는 적합하지 않습니다.

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스위스 뒤벤도르프에 있는 연방 재료 과학 기술 연구소(EMPA) 연구팀은 몇 년 전부터 이 한계를 극복할 수 있는 내열 드론인 파이어드론 (FireDrone)을 연구해 왔습니다. 대부분의 쿼드롭터 형식의 드론의 온도 한계가 섭씨 40도인데 반해 파이어 드론은 200도의 고온에서도 버틸 수 있습니다.

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비결은 드론을 감싸는 초경량 내열 소재입니다. 초기에 연구팀은 유리 섬유 강화 복합 구조를 사용했으나 최근 다양한 모양으로 성형할 수 있는 순수 폴리이미드 에어로젤 (polyimide aerogel)로 변경했습니다. 덕분에 드론의 모든 전자 부품을 하나의 보호 소재로 감쌀 수 있게 되었습니다.

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에어로젤은 내부가 공기로 채워진 소재로 매우 가벼우면서도 무게 당 강도가 우수하고 단열성이 특히 우수해 차세대 단열 및 경량 소재로 주목받고 있습니다. 공기처럼 가볍지만, 열을 통과시키지 않아 파이어드론에 가장 적합한 소재라고 할 수 있습니다.

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(소개 영상)

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파이어드론은 고해상도 열화상 이미지를 실시간으로 전송할 수 있는 카메라와 센서를 탑재하여 여러 사람이 동시에 영상과 이미지를 확인할 수 있습니다. 또한 건물, 터널, 산업 시설 등 실내 환경에서도 기동할 수 있도록 비행 성능을 최적화했으며, 조종 보조 시스템과 GPS 없이도 작동 가능한 위치 추적 시스템을 통해 안전성을 높였습니다.

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파이어 드론을 소방관들보다 앞서 아파트나 주차장과 같은 복잡한 구조물 내부로 띄워 보내면, 열화상 카메라를 통해 연기 속에서도 내부 상황을 한눈에 파악할 수 있습니다. 이를 통해 소방관들은 화재 진압에 더욱 신속하게 대응하고, 유해 물질과 연기에 노출되는 시간을 줄이며, 치명적인 폭발 사고 발생 가능성을 낮출 수 있습니다.

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그리고 공장이나 발전소처럼 화재가 아니더라도 고온 환경에서 시설물을 관리하고 이상을 파악하는 작업에 파이어드론이 투입될 수 있습니다. EMPA 연구팀은 스핀오프 회사를 설립해 상용화를 준비 중인데, 상당히 그럴 듯한 개념이 아닐까 생각해 봅니다.

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참고

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https://newatlas.com/drones/firedrone-extreme-heat-resistance-firefighting-empa/

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https://www.empa.ch/web/s604/firedrone-spin-off

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