해상 시험 중인 쌍동형 무인수상선

선박해양플랜트연구소(KRISO)는 국내 최초로 무인수상선(USV)과 다수의 자율무인잠수정(AUV)이 하나의 시스템으로 작동하는 무인 복합체계를 구현하고, 이를 실제 해상 환경에서 성공적으로 검증했다고 밝혔습니다.

이번에 구현된 무인 복합체계는 무인수상선과 여러 대의 자율무인잠수정을 하나의 임무 시나리오로 통합·제어해, 이동-정선-진수-탐사-회수에 이르는 전(全) 과정이 사람의 개입 없이 자동으로 수행되도록 한 것이 핵심입니다.

무인수상선은 자율항해로 탐사 해역에 접근한 뒤 해상에서 위치를 안정적으로 유지, 대기하고 자율무인잠수정들은 각자 맡은 임무에 따라 해저 지형 측정과 해양 환경 데이터 수집을 수행한 뒤 다시 무인수상선으로 자동 복귀하는 시스템입니다.

기존 해양 탐사는 유인 선박을 모선(母船)으로 활용해 잠수정을 싣고 이동한 뒤, 파도와 조류 등 해상 환경을 고려해 사람이 직접 진수·회수하는 방식으로 수행됐습니다. 이로 인해 장기간 탐사 시 높은 비용과 인력 부담이 발생하고, 위험 해역이나 반복적인 정밀 탐사 수행에도 제약이 있었다는 것이 연구소 측의 설명입니다.

이를 해결하기 위해 KRISO 연구진은 무인수상선 1대와 이종(異種)의 자율무인잠수정 3대를 임무 제어 시스템(MCS)으로 통합 운용하는 1:3 복합체계를 구현했습니다.

해상 시험 중인 1,000m급 수중 글라이더

무인 복합체계에는 임무 제어 시스템을 중심으로 ▲무인수상선의 자율운항과 장애물 회피, 동적 위치 제어, ▲2,500m급 자율무인잠수정(PCAUV), ▲1,000m급 수중 글라이더(BCAUV), ▲잠수정 자동 진·회수 시스템(LARS), ▲수소 연료전지 기반 하이브리드 전력 시스템 등 핵심 요소기술들이 개발,통합 적용됐습니다.

국외 사례는 무인수상선 1대와 자율무인잠수정 1대의 1:1 체계에 머물렀으나, KRISO는 무인수상선 1대와 다수 무인잠수정의 복합체계를 구현해 기술적으로 한 단계 앞선 성과를 달성했습니다. 수소 연료전지 기반 하이브리드 전력 시스템을 무인수상선에 국내 최초로 적용했다는 점 또한 주목받는 지점입니다.

해상 시험 중인 2,500m급 자율무인잠수정

연구를 총괄한 전봉환 해양공공디지털연구본부장은 "변수가 많은 해상 환경에서 무인수상선과 자율무인잠수정이 유기적으로 협력할 수 있도록, 국내 기술로 개발된 여러 요소기술을 하나의 복합체계로 안정적으로 연동했다는 점에서 의미가 크다"며, "올해 추가 실해역 시험과 동해 해역 시연을 통해 기술 안정화를 추진하고, 현장에서 바로 활용 가능한 무인 해양 탐사 기술로 완성해 나갈 예정"이라고 밝혔습니다.

홍기용 KRISO 소장도 "무인 복합체계는 다양한 무인 플랫폼에 적용할 수 있고, 추가적인 요소기술 결합을 통해 지속적인 고도화가 가능한 확장성을 갖추고 있다"고 말했습니다. 이어 "KRISO는 실증과 고도화를 통해 국산 기술 기반의 무인 해양 탐사 기술 경쟁력을 지속적으로 강화해 나가겠다"고도 전했습니다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단과 무인이동체원천기술개발사업단의 지원을 받아 2020년부터 수행됐으며, KRISO를 중심으로 ㈜대양전기공업, 한국조선해양기자재연구원, ㈜팩토리아이엠에스, ㈜지디엘시스템, ㈜볼시스, 한국해양과학기술원, 기가알에프㈜, 이오아이알㈜ 등 모두 19개 기관이 참여했습니다.

(사진=선박해양플랜트연구소)