우리나라 최초의 무인 AI 연구선이 건조 중이며 2022년에 인도될 예정입니다.

광활한 바다는 풍부한 생물학적, 지질학적 자원을 가지고 있지만, 인간에게는 늘 신비로 가득 차 있었습니다. 최근 몇 년 동안 기술의 도움으로 우리나라의 해양 과학 연구는 큰 진전을 이루었고, 인공지능도 이 분야에 합류했습니다. 미래에는 해양 과학 연구가 곧 지능화되고 무인화될 것입니다.

바다는 지구 표면의 711%를 덮고 있으며, 지구의 일일 기후 변화를 결정하는 주요 요인 중 하나입니다. 또한, 다양한 형태의 대형 해류는 해양생물의 분포, 항해 등에 상당한 영향을 미칩니다.

바다를 탐험하는 것은 기상학과 수문학, 어업, 해운, 군사 및 에너지 분야에 매우 중요합니다.

깊은 바다 속에 숨겨진 미지의 과학과 위험

고대부터 현재까지 인류는 바다를 탐험하는 것을 멈춘 적이 없습니다. 현대 해양과학 체계는 20세기 초에 확립되기 시작했습니다. 20세기 중반까지 영국, 미국, 독일 등 해양 연구 강국들은 해양 과학 탐사 프로젝트를 조직하고, 특수 연구선을 건조하고, 다양한 관측 및 분석 장비를 설계 및 제작했습니다.

우리나라의 해양과학 연구는 1950년대에 시작되었습니다. 늦게 시작했지만, 따라잡으려는 강력한 추진력을 보여주었습니다. 동방홍, 상양홍, 과학 등 일련의 과학 연구선을 잇따라 진수함으로써 우리나라 해양산업의 국제적 지위가 크게 향상되었습니다.

해양 과학 연구는 흥미로운 것처럼 들리지만, 실제로는 매우 힘든 일입니다.

과학 탐사대원들이 업무상 겪는 고난과 위험, 지루함과 외로움은 일반인이 상상하기 어렵습니다.그들은 종종 몇 달 또는 그 이상 동안 바다에 나가기도 합니다. 예를 들어, 우리나라의 샹양홍 시리즈 과학 연구선을 보면, 최근 몇 년 동안 수행된 과학 연구 임무는 짧게는 10일에서 길게는 230일까지 지속되었으며, 누적 항해 거리는 수만 해리에 달했습니다.

탐험대원들은 선상에서 집중적이고 위험한 과학 연구 과제를 완수해야 할 뿐만 아니라, 항해 중에 운영 업무도 수행하고, 신체적 불편함을 극복하고, 지루함, 외로움, 향수병과 같은 심리적 압박감을 견뎌내야 합니다.

멀리 바다에 있는 경우 네트워크 신호가 없기 때문에 승무원들은 종종 연락이 두절됩니다. 복잡한 해양 환경은 언제든지 그들의 생명을 위협할 수 있습니다.

'샹양홍 16호' 충돌사고: 1993년 5월 2일 오전, 우리나라 해양과학조사선 '샹양홍 16호'가 해저 다금속단괴자원 탐사임무를 수행하던 중 키프로스 화물선 '인교'와 충돌하여 침몰했습니다. 결국, 탑승객 110명 중 107명이 구조되었고 3명이 사망했습니다. 이는 우리나라 해양 지질 조사 역사상 최초의 대형 해상 사고였습니다.

해양학 연구소 제5호 난파 사고: 2015년 10월 10일, 대만성 연구선 "해양학 연구소 5호"가 인적 오류로 인해 펑후 해안에서 난파되어 탑승객 45명 중 2명이 사망했습니다.

이러한 사고로 인한 인명피해와 경제적 손실은 돌이킬 수 없습니다. 연구자들은 막대한 대가를 치르면서도 기술을 개선하고 과학 연구 장비를 점차 지능화하고 무인화하여 비극이 다시 일어나지 않도록 노력 중이다.

인공지능 기술의 발전으로 지능형 무인 시스템 모선이 등장하면서 해양 과학 연구 작업에 새로운 발전 방향이 제시될 것으로 기대됩니다.

최초의 무인 지능형 연구선, 과학 연구를 효율적이고 안전하게 만들어

무인 과학 연구선은 2022년에 진수될 예정이다.

12월 18일, 남부해양실험실, 중국선박연구설계센터, 중국조선중공업 황푸원충조선유한공사가 공동으로 연구 개발에 착수했습니다.양측은 지능형 무인 시스템 모선의 설계 및 건조 계약을 공동으로 체결했으며, 중국 최초의 지능형 무인 시스템 모선을 건조할 예정입니다.이 프로젝트의 예상 설계 및 건설 기간은 18~20개월이고, 2022년에 인도되어 사용될 예정입니다.

참고: 모선(Mother Ship)은 영어 단어 'mother ship'에서 번역되었으며, 해양 과학 연구에서 사용되는 해상 기지를 말합니다. 일반적으로 유인 또는 무인 심해 잠수정과 착륙선을 탑재하여 과학적 조사와 자원 탐사를 수행합니다.

이 지능형 무인 시스템 모선은 미래 지향적이며 우리나라 최초의 종류입니다. 무인 및 지능형 기술을 통해 인간의 개입 없이도 해양 관찰 작업을 독립적으로 완료할 수 있습니다. 따라서 혹독하고 위험하며 극한의 환경에서도 과학 연구 임무를 수행하는 것이 가능해졌습니다.

혁신적인 지능형 과학 연구선으로서 다음과 같은 뛰어난 특징을 갖추고 있습니다.

  하이라이트 1: 지능형 원격 제어 및 자율 주행 

이 선박은 지능형 원격 제어와 자율 운항이 가능한 중국 최초의 과학 연구선이 될 것입니다.이는 공중, 해상, 잠수함 무인 시스템을 위한 크로스 도메인 협업 제어 기술을 최초로 적용한 사례로, 드론, 무인 보트, 무인 잠수함 등 무인 시스템 간의 협업 작업이 가능해질 전망입니다.

모선은 목표 해역에 공중, 해상, 잠수함 무인 시스템을 일괄적으로 배치하여 특정 목표에 대한 3차원적이고 역동적인 관측을 달성할 수 있습니다. 또한 지능형 모선의 지원을 받아 무인 시스템 전체가 빠르게 이동하고 클러스터 단위로 운영될 수 있는 능력을 갖추게 됩니다.관찰 업무에 신속하고 고품질로 대응할 수 있습니다.

  하이라이트 2: 지능형 관측 시스템 탑재로 효율성 대폭 향상 

모선이 사용되었다고 보고되었습니다. "지능형 고속 이동 해양 입체 관측 시스템(IMOSOS)"이 프로젝트는 2019년에 공식 출시되었습니다.

전문가에 따르면 IMOSOS 시스템을 사용하면선박은 다양한 공간적 규모에서 해양 환경 정보를 실시간으로 수집하고 평가할 수 있으며, 해양 자원, 환경, 기후의 시공간적 변화를 예측할 수 있습니다.해양의 다규모 변화 메커니즘과 기후 자원 효과를 연구하고 혁신합니다.

또한, 이 시스템은 해양 재해 예방 및 완화, 상세한 해저 매핑, 해양 환경 모니터링, 해상 풍력 발전소 유지 관리를 위한 효율적인 도구도 제공할 수 있습니다.

이전에는 시스템 시연 및 검증 후,이 시스템을 탑재하면 무인 선박은 클러스터 운항을 실현할 수 있으며, 단독 운항 선박에 비해 운항 효율이 10배 증가하고 운항 창 기간이 대폭 단축됩니다.

인공지능 기술의 도입으로 연구선은 유인선박이나 위험한 환경 등의 제약에서 벗어나 해양 연구의 어려움과 비용이 크게 줄었습니다.과학적 연구 역량과 범위도 개선되었습니다.이는 기존 해양 조사 방법에 있어서 획기적인 진전입니다.

미래에는 무인 과학 연구선이 혼자서 바다 깊은 곳까지 들어가 복잡한 해양 환경에 대처하고 조사 임무를 완수하며 우리에게 귀중한 조사 데이터를 가져올 수 있을 것으로 예상됩니다.