오키나와현 최초! 드론을 이용한 연구용 혈액 수송을 실시

오키나와현 적십자 혈액 센터에서는 혈액 제제의 수주를 받았으면 자동차로 북부의 병원에 혈액 제제를 수송합니다. 하지만 고속도로가 적고 현민의 이동 수단이 자동차로 한정되어 있어서 발생하는 정체 등 오키나와의 지리적 특성 때문에 수송까지 편도 약 1시간이 걸립니다. 또한 혈액 센터는 병원 측의 요구에 따라 긴급히 혈액 제제가 필요할 경우, 이러한 교통 사정 속에서도 긴급 주행해 전달해야 하는 사회적 사명을 짊어지고 있습니다. 게다가 혈액 제제 수송 중에는 온도 관리가 중요하며, 엄격하게 정해진 온도 범위에서 보냉을 유지해야 합니다. 따라서 특수 보냉제를 사용한 수송이 필수적입니다.

드론 사업팀에서는 지금껏 유인 낙도나 과소지 산간부 등 물류 과제가 현저한 지역에서 의료품 수송에 드론 활용을 검토하며 노하우를 축적해 왔습니다. 이번에는 사회적 의의가 더욱 높은 혈액 제제 수송이라는 과제도 드론을 이용해 공헌할 수 없을지 고민한 끝에, 이러한 활동으로 이어졌습니다.

드론을 활용하는 최대 이점은 수송 시간 단축과 미래의 무인화입니다. 기체 성능이 향상되어 향후 혈액 센터에서 병원으로 직접 비행할 수 있게 되면, 차량으로 약 1시간 걸리던 혈액 제제 수송 시간을 드론을 이용해 최단 35분으로 줄일 수 있습니다. 이에 따라 긴급 시에도 신속하게 혈액 제제를 전달할 수 있게 되어, 의료 현장에서 대응성이 현격히 향상됩니다. 나아가 드론 원격 조종 기술로 수송 무인화도 실현할 수 있습니다. 드론은 통신을 이용한 조작이 가능하므로, 한 명이 여러 기체를 동시에 제어 가능한 수준까지 기술이 발전할 전망이 있습니다. 그렇게 함으로써 현시점에서도 사회적 문제인 배송 일손 부족이라는 물류 과제에 대응할 수 있을지도 모릅니다.

드론을 이용한 수송에는 온도 관리라는 과제도 있었지만, 혈액 제제 수송용 보냉제를 개발하는 주식회사 스기야마겐의 협력을 얻어 드론 수송 전용 보냉 상자를 새로 개발하고 스기야마겐의 보냉제도 이용한 결과, 드론으로도 혈액 제제를 일정한 온도로 일정한 시간 동안 보냉을 유지할 수 있게 되었습니다.

이번에 사용한 드론은 독일 Wingcopter GmbH사의 VTOL형 고정 날개 드론 ‘Wingcopter198’입니다. 가로 폭 198cm x 길이 167cm 크기의 이 드론에는 동체 중앙 하부에 배달 상자가 달려 있습니다. 그곳에 온도가 일정하게 유지되는 보냉 상자를 수납하고 연구용 혈액을 넣어 운반합니다. 1기당 2팩 분량의 혈액 제제를 운반할 수 있습니다.

이 기체의 특징은 PC상의 전용 소프트웨어만을 사용해 원격 조종이 가능하다는 것이며, 드론 오퍼레이터의 부담을 줄여 운용 효율을 높일 수 있습니다. 또한 이착륙 시에 큰 활주로가 필요 없다는 것도 특징입니다. 더불어 효율 순항 속도는 90km/h이며, 긴급 의료품 배송 및 원격지 물류의 신속한 대응이 가능합니다. 화물 탑재 중량에 따라서는 1회 충전으로 최장 100km의 항속 거리를 자랑하며, 산간부와 낙도 등 접근성이 좋지 않은 원격지로의 물류에도 적합합니다.

자동차나 항공기를 사용한 수송에서는 CO2가 배출되지만, 이 ‘Wingcopter198’ 드론은 전력을 사용해 작동하므로 비행 중에 직접적으로 CO2를 배출하지 않습니다. 따라서 ‘Wingcopter198’을 사용한 수송은 환경에 대한 부담이 줄어든다는 이점도 있습니다.

2024년 11월 27일부터 12월 1일에 걸쳐 오키나와현에서 실증 실험을 실시했습니다. 이 실험에서는 드론을 활용해 우라소에시에서 나고시까지 연구용 혈액을 수송했고, 그 과정에서 연구용 혈액의 품질에 문제가 없는지 확인했습니다. 드론은 우라소에시를 출발해, 배터리 교환을 위해 온나촌의 어항을 경유한 뒤 총 53km가량의 거리를 약 50분에 걸쳐 나고 어항까지 비행했습니다. 바람이 약할 경우 온나촌의 어항을 경유하지 않고 직접 비행해 39분 만에 갈 수 있는 날도 있었습니다. 그 후, 나고 어항에 도착한 연구용 혈액은 차량으로 8분에 걸쳐 오키나와현립 북부 병원까지 옮겨졌습니다.

이 실증 실험에서는 비행경로의 안전성, 현장 운용을 염두에 둔 실천적 수법과 기재를 이용한 배송 흐름의 실현성, 자동차 배송원의 부담 경감 효과, 연구용 혈액 제제의 품질에 대한 의학적 평가 등의 측면에서 검증을 시도했습니다. 5일간의 실증 실험을 실시한 결과, 수혈 의학에 정통한 도쿄도립 스미토 병원의 후지타 히로시 씨에게 의학 검사의 협력을 얻어 드론으로 수송한 연구용 혈액은 일반적인 수송과 비교해 품질 차이가 없다는 것이 의학적으로 확인되었습니다.

앞으로는 계절을 바꿔 무더위 속에서 품질을 확인하거나 풍속을 제한하는 등 운용 가능한 범위를 늘리기 위한 기체 성능 향상, 장기간의 실증 실험 속에서 다양한 기상 환경에서의 배송 실시율 등 데이터를 취득하는 것이 목표입니다.

ANA 홀딩스 미래 창조실 모빌리티 사업 창조부 드론 사업팀의 아오야기 씨와 다카오카 씨를 인터뷰했습니다.

(아오야기)이번 운항에서는 겨울의 오키나와라는 북풍 풍속이 강한 기상 조건 하에서 운항 판단을 하는 게 힘들었습니다. 이번 운항에서는 53km라는 긴 항속 거리였기 때문에, 풍향이나 풍속에 따라서는 비행마다 배터리 잔량이 다르므로 상공의 기상 환경을 적절히 판단해야 했습니다. 또한, 이번 운항경로는 가데나 미군기지에 이착륙하는 유인기의 비행경로와 겹치는 부분이 있어 사전에 세심한 조정이 필요했습니다. 그리고 보냉 시간을 적절하게 지키기 위한 정시 운항도 중요합니다. 이번 운항에서는 온도 관리가 중요한 연구용 혈액을 수송하므로 보냉 시간 엄수가 중요했습니다. 출발 시각과 비행경로, 풍향과 풍속 계산 등을 면밀히 계획했고 조금이라도 지연이 발생할 것 같으면 프로젝트 매니저와 조정했습니다.

(아오야기)드론 오퍼레이터로서 운항할 때는 안전을 가장 중시하며 상황에 따라 판단하려고 노력합니다. 법 규제나 비행 환경은 나날이 변화할 가능성이 있으므로, 국토교통성의 정보를 자주 확인하고 비행 계획을 세워 철저히 준비합니다. 또한, 운항 종사자와 긴밀히 의사소통을 하는 것도 중요합니다. 단독으로 조종하는 것이 아니라, 다양한 스태프나 기체 제조사와 연계해 운항을 실시했습니다. 그래서 사전에 면밀히 협의하여 서로의 역할 및 스케줄을 공유하기 때문에 원활한 운항이 가능한 것입니다.

(다카오카)이번 실증 실험에서는, 보냉이 필요한 연구용 혈액이라는 대단히 민감한 물건을 드론으로 수송한다는 점에서 많은 난관이 있었습니다. 수송한 연구용 혈액(적혈구)은 온도가 2℃에서 6℃대를 벗어나면 품질에 영향을 미칠 가능성이 있습니다. 오키나와현이라는 환경이기 때문에 한여름의 기온을 상정하고 사업 관계자와 드론에 탑재할 전용 보냉 컨테이너 시험이나 비행 중의 온도 모니터링 방법, 연구용 혈액의 탑재 방법 등 세심한 주의를 기울여 임해야만 했습니다. 또한 ‘드론의 의약품 배송에 관한 가이드라인’등 법 규제에 준거한 안전한 운항 체제 구축이 필요했기 때문에, 이러한 과제들을 극복하기 위해 각 관계사와 협력해 여러 차례 시뮬레이션을 거듭했습니다.

(다카오카)이번 실증 실험에서 얻은 지식을 활용해, 드론을 이용한 의료 물자 수송 사업을 더욱 강화하고 싶습니다. 앞으로는 혈액 제제뿐만 아니라 다른 의료품이나 검체 등, 수송 조건이 까다롭고 신속한 배송이 필요한 의료 물자 전반의 배송에 대응할 수 있는 체제를 구축하고자 합니다. 또한, 기체 제조사 등과 연계해 여러 드론을 동시에 운항할 수 있는 시스템을 구축할 생각입니다. 이에 통해 배송 효율이 대폭 상승하고 인건비를 비롯한 비용 절감을 기대할 수 있습니다. 미래에는 드론을 이용한 의료 물자 수송이 사회에서 실현되어 지역 의료 활성화에 공헌하고 사람들의 생활을 더욱 풍요롭게 만드는 데 도움이 되기를 바랍니다.