카이스트, ‘드론 무력화 기술’ 개발

[디지털비즈온 이은광 기자] '드론'은 현대전에서 없어서는 안 될 핵심무기이자 막기 까다로운 비대칭 전력이 됐다.

드론을 추락시키거나 원하는 방향으로 제어하는 안티드론 기술은 드론의 다양한 보안 취약점을 이용하여 구현이 가능하다.

국내 카이스트 김용대 교수 연구팀이 도심에서 사용이 가능한 ‘협대역 전자기파’를 원격에서 드론의 회로에 주입해 드론을 즉각적으로 무력화하는 안티드론 기술을 개발했다.

‘협대역 전자기파’ 기술을 적용하면 기존에 사용되는 광대역 전자기파을 이용한 안티드론 기술은 주변의 전자·전기 장치에 피해를 일으켜, 도심사용이 어렵다는 점을 개선하여 매우 좁은 대역의 협대역전자기파를 이용한 안티드론 기술은 목표 드론 기종에만 그 효과를 한정할 수 있게 해준다.

특히 도심에서도 드론을 이용한 테러나 공격에 효율적으로 대응할 수 있게 될 것으로 기대된다. 이같은 기술은 세계 각국에서도 공항을 비롯한 국가 주요 시설에 구축하기 위해 개발하고 있다.

김 교수 연구팀은 제조사별로 드론의 제어 유닛 보드가 전자파에 다른 민감도를 보이는 점을 발견하고, 각 제조사별로 민감도를 극대화할 수 있는 주파수를 분석했다. 이를 통해 매우 좁은 협대역 전자파를 주입해 멀리서도 드론을 바로 무력화시킬 수 있다는 사실을 입증했다

드론을 구동하기 위한 관성 계측 장치(IMU)는 다양한 센서값을 제어 유닛 보드에 전달한다. 제어 유닛 보드는 이 센서값을 제어 알고리즘에 적용해 다음 번 드론의 움직임, 즉 로터의 회전수나 드론의 자세를 계산한다.

이번 연구의 핵심 아이디어는 관성 계측 장치와 제어 유닛 보드 간의 통신을 방해하면 제대로된 센서값을 받을 수 없고, 다음 번 드론의 제어가 불가능해 진다는 것이다.

연구팀은 통신 방해 기술로 전자파 간섭(EMI) 취약점을 갖는 제어 유닛 보드에 대한 전자파 주입을 선택했다.

실험을 통해 동종의 제어 유닛 보드는 같은 주파수의 전자파에 민감하다는 것을 발견했다. 협대역 전자기파를 주입하면 주변 전자 장치에는 영향을 미치지 않고 군집 비행을 하는 드론 공격에 효과적으로 대응할 수 있는 점을 발견했다.

기존 안티드론 기술과 달리 주변 전자 장치에 미치는 영향을 최소화할 수 있어, 도심에서도 적용할 수 있다.

같은 제어 유닛 보드를 사용하는 드론만 동시에 추락시킬 수 있는 것도 장점이다. 적 드론과 아군 드론 가운데 적 드론만 골라 격추할 수 있다.

연구팀은 공격거리와 전력관계를 도출해 시뮬레이션한 결과 10m 거리에서는 즉각 격추할 수 있고, 10m 이상 거리에서는 일단 가능하다는 사실을 확인한 상태다.

김용대 교수는 “원천 연구가 이제 끝난 시점이고 실용화 연구를 통해 실제 제품 개발까지 이어질 수 있을지 확인이 필요하다”며, “추가로 제어 유닛 보드와 IMU 센서 간의 통신 회로 뿐 아니라 다른 회로의 취약점에 대한 연구도 필요한 시점이다”라고 말했다.