수중 로봇과 해양 탐사

 

안녕하세요. 과학적 발견으로 미래 변화 가능성을 예측하는 머니메이커입니다.

지구의 바다는 93%가 심해 입니다. 그 깊고 넓은 바다에는 아직 인간이 밝혀내지 못한 미지의 세계가 존재한다는 것을 알고 계신가요? 해양 탐사는 인류의 호기심을 자극하며, 해양 자원의 발견과 환경 보호에 중요한 역할을 합니다. 하지만 심해는 인간이 직접 접근하기 어려운 곳이기 때문에 수중 로봇의 발전이 해양탐사에 필수적인 도구로 자리 잡게 되었는데요. 오늘은 수중 로봇의 역할과 기술발전, 해양  탐사의 중요성에 대해 살펴보고, 미래를 향한 가능성에 대해 알아보겠습니다.

 

수중 로봇의 기술 발전

수중 로봇은 인간이 접근하기 힘든 깊은 바다에서 탐사, 연구 작업을 수행하는 기계로, 크게 자율 수중 로봇(AUV)과 원격 조종 수중 로봇(ROV)으로 분류됩니다. 최근 들어 로봇기술의 발전에 힘입어 AUV의 자율기술이 빠르게 발전하면서 AUV가 점차적으로 ROV의 수중작업을 대체할 뿐만아니라 새로운 활용 영역으로 신속하게 확장하고 있습니다. 이에 미국, 유럽 등 해양 선진국에서는 수중 로봇의 자율화 기술확보에 박차를 가하고 있습니다.

 

무인 잠수정인 ROV와 AUV는 1950년대에 처음으로 개발 되었으며, 주로 미 해군에서 실험용 어뢰 및 기뢰 회수 목적으로 활용 되었습니다. ROV기술은 1960~1970년대 석유 가스 산업의 호황에 힘입어 크게 발전하였고,  AUV기술은 항법센서, 소나 등의 기술 발전에 힘입어 장족의 발전을 가져왔습니다. 현재 AUV는 군수, 민간, 학계등에서 다양한 역할을 하고있습니다. 기뢰전(MCM)과 정찰임무(ISR)에 가장 많이 활용되고 있으며 주로 미 해군에서는 수중 물체 탐지에 활용하고 있습니다.

 

국내에서도 지난 30년간 6000m 급 심해용 ROV,  AUV로부터 수중건설로봇에 이르기까지 다양한 플랫폼 기술을 개발해 왔습니다. 다양한 기업들이 기술 이전을 받거나, 사업을 수주해 기뢰전 목적의 AUV체계 개발을 시작하였고, 다양한 산업체들과 연구기관들이 협력하여 여러 대의 AUV를 활용한 사고해역 신속탐색, 군집운용, AI기반 수중물체 자동 인식 등 다양한 기술 요소들을 개발할 예정입니다.

 

수중로봇의 자율기술에 대한 요구가 점점 높아지면서 우리는 연구개발의 플랫폼이 아닌 알고리즘 개발에 초점을 맞추어 다양한 수중로봇의 자율기술개발이 필요할 때입니다.

 

해양 탐사의 중요성

해양 탐사는 단순한 과학적 호기심을 충족시키는 것을 넘어, 지구 환경 보호와 자원확보, 그리고 인류의 미래를 준비하는 데 중요한 역할을 합니다. 해양에는 지구 생명의 근원이자 다양한 생태계가 존재하며, 이들에 대한 이해는 기후 변화에 대응하는데 필수적입니다.

 

해양 탐사를 통해 발견한 심해 생물들은 독특한 생명체의 진화 과정을 이해하는데 기여하고 있으며, 이는 생명 과학 연구에 새로운 통찰을 제공하고 있습니다. 또한 해양에서는 의료와 산업 분야에서 활용할 수 있는 새로운 생물학적 자원과 물질들이 발견되기도 한다는 사실 알고 계셨나요? 심해 생물에서 추출된 효소나 화학 물질은 새로운 약물 개발에 사용된다고 합니다.

 

뿐만 아니라, 해양 탐사는 해저 자원 탐사와 개발에도 필수적입니다. 심해에는 석유, 천연가스, 메탄 하이드레이트, 희토류 금속 등 다양한 자원이 매장되어 있으며, 안전하게 탐사하고 개발하는 것은 에너지 안보와 산업 발전에 큰 기여를 할 수 있습니다.

 

수중 로봇과 해양 탐사의 도전과 미래

수중 로봇과 해양 탐사는 많은 가능성을 열어주고 있지만 수중로봇의 기술력 확보도 중요합니다. 200m 이상의 깊은 바다인 심해는 빛도, 전파도 통과하기 어렵습니다. 현재 개발 되어 있는 수중로봇도 제 성능을 발휘하기 어렵다는 뜻이기도 합니다. 수중로봇에 탑재되어 있는 인공지능(AI)도 마찬가지입니다. 자율 주행기술이 탑재 되어 있다 하더라도 수중 로봇이 돌아올때까지 기다리는 수 밖에 없습니다. 이러한 과제를 어떻게 해결하면 좋을까요?

 

미항공 우주국(NASA)의 연구소에 따르면 '지구 바다 뿐만아니라 화성등 우주의 다른 행성 바다 탐사도 이루어지면서 해양탐사용 수중로봇의 자동화는 이제 선택이 아닌 필수'가 되고 있다고 밝혔습니다. 따라서 AI기반 수중 로봇 기술력확보가 중요해 지고 있습니다.

 

수중 로봇에 사용되어야 할 핵심 AI기술은 온보드 AI입니다. 온보드 AI가 효과적인 이유는 통신에 있어 자유롭다는 점입니다. 하드웨어 장치에서 직접 AI를 구동하는 온보드 AI는 통신 지연 문제 등의 문제가 발생하지 않아 극한의 심해환경에서 사용하기 적합합니다. 또한 우주, 심해 등 극한 환경의 탐사를 위한 고성능, 저전력의 새로운 기술들이 개발되고 있어 수중로본 분야의 AI기술 시스템에 대한 요구와 기회가 늘어날 것입니다.

 

결론

수중 로봇과 해양 탐사는 인류가 미지의 세계를 탐험하고, 지구의 마지막 프런티어인 심해를 이해하는 데 있어 미래를 위한 중요한 과제입니다. 이러한 기술은 우리가 해양 자원을 효율적으로 활용하고, 기후 변화와 같은 전 지구적 문제에 대응하는데 큰 도움이 됩니다. 미래의 해양 탐사는 수중 로봇 기술의 지속적인 발전과 더불어, 국제적인 협력과 책임 있는 자원 관리가 결합될 때 더욱 큰 성과를 이룰 수 있습니다. 우리는 해양의 신비를 풀어내는 과정에서 얻은 지식을 바탕으로, 지구와 인류의 미래를 더욱 밝게 만들어 갈 수 있습니다. 최신기술과 국제협력을 바탕으로 해양 자원을 지속가능하게 하는 해양 탐사는 단순히 과거의 신비를 풀어내는 것이 아니라 미래를 준비하는 가장 중요한 열쇠 중 하나임을 기억해야 합니다.