선박해양플랜트연구소(KRISO)는 무인수상선(USV)과 다수의 자율무인잠수정(AUV)을 하나의 시스템으로 통합 운용하는 무인 복합체계를 국내 최초로 구현하고, 이를 실제 해상 환경에서 성공적으로 검증했다고 25일 밝혔다.

이번 성과의 핵심은 무인수상선과 여러 대의 자율무인잠수정을 단일 임무 시나리오로 통합·제어해 이동, 정선, 진수, 탐사, 회수에 이르는 전 과정을 사람의 개입 없이 자동 수행하도록 한 데 있다. 

 해상 시험 중인 쌍동형 무인수상선(수소 연료전지 기반 하이브리드 시스템 적용)/사진=KRISO 제공

무인수상선은 자율항해로 탐사 해역에 접근한 뒤 해상에서 동적 위치 제어를 통해 안정적으로 대기하고, 자율무인잠수정들은 각자 부여된 임무에 따라 해저 지형 측정과 해양 환경 데이터 수집을 수행한 후 무인수상선으로 자동 복귀한다.

기존 해양 탐사는 유인 선박을 모선으로 활용해 잠수정을 탑재·이동한 뒤, 파도와 조류 등 해상 환경을 고려해 인력이 직접 진수·회수하는 방식이 일반적이었다. 이로 인해 장기간 탐사 시 비용과 인력 부담이 컸고, 위험 해역이나 반복적 정밀 탐사 수행에도 한계가 있었다.

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

해당 체계에는 △무인수상선의 자율운항 및 장애물 회피, 동적 위치 제어 기술 △2500m급 자율무인잠수정(PCAUV) △1000m급 수중 글라이더(BCAUV) △잠수정 자동 진·회수 시스템(LARS) △수소 연료전지 기반 하이브리드 전력 시스템 등 핵심 요소기술이 개발·통합 적용됐다.

국외에서는 무인수상선 1대와 자율무인잠수정 1대를 연동한 1:1 체계가 주를 이루는 반면, KRISO는 무인수상선 1대에 다수의 무인잠수정을 통합 운용하는 복합체계를 구현해 기술적 완성도를 한 단계 끌어올렸다. 특히 수소 연료전지 기반 하이브리드 전력 시스템을 무인수상선에 국내 최초로 적용한 점도 주목된다.

연구를 총괄한 전봉환 해양공공디지털연구본부장은 “변수가 많은 해상 환경에서 무인수상선과 자율무인잠수정이 유기적으로 협력하도록 국내 기술로 개발된 요소기술을 안정적으로 연동했다는 데 의미가 있다”며, “추가 실해역 시험과 동해 해역 시연을 통해 기술 안정화를 추진하고, 현장 적용이 가능한 무인 해양 탐사 기술로 완성해 나가겠다”고 밝혔다.

홍기용 KRISO 소장은 “이번 무인 복합체계는 다양한 무인 플랫폼에 적용할 수 있는 확장성을 갖추고 있으며, 추가 요소기술 결합을 통해 지속적인 고도화가 가능하다”며, “실증과 기술 고도화를 통해 국산 무인 해양 탐사 기술의 경쟁력을 지속적으로 강화해 나가겠다”고 말했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단과 무인이동체원천기술개발사업단의 지원을 받아 2020년부터 수행됐다. KRISO를 중심으로 대양전기공업, 한국조선해양기자재연구원, 팩토리아이엠에스, 지디엘시스템, 볼시스, 한국해양과학기술원, 기가알에프, 이오아이알 등 총 19개 기관이 참여해 연구가 추진됐다.

[경제엔미디어=김재호 기자]