무인수상선·자율무인잠수정 통합 운용 성공… 세계 첫 1대3 무인 복합체계 구현

▲해상 시험 중인 2500m급 자율무인잠수정(PCAUV) (사진제공=선박해양플랜트연구소)

선박해양플랜트연구소(KRISO)가 무인수상선과 다수의 자율무인잠수정을 하나의 시스템으로 통합 운용하는 무인 복합체계를 세계 최초로 구현하고 실제 해상 환경에서 검증에 성공했다. 외국의 1대1 체계를 넘어선 1대3 복합체계로, 수소 연료전지 기반 무인수상선까지 적용해 해양 무인 탐사 기술 경쟁력을 한 단계 끌어올렸다는 평가다.

KRISO는 25일 무인수상선(USV)과 자율무인잠수정(AUV)이 하나의 임무 시나리오로 작동하는 무인 복합체계를 구현하고, 해상 실증을 완료했다고 밝혔다.

이번 복합체계는 무인수상선과 여러 대의 자율무인잠수정을 통합 제어해 이동, 정선, 진수, 탐사, 회수 전 과정을 사람의 개입 없이 자동 수행하는 것이 핵심이다. 무인수상선은 자율항해로 탐사 해역에 접근한 뒤 해상에서 위치를 안정적으로 유지하며 대기하고, 자율무인잠수정들은 각자 임무에 따라 해저 지형 측정과 해양 환경 데이터 수집을 수행한 뒤 자동으로 복귀한다.

기존 해양 탐사는 유인 선박을 모선으로 활용해 잠수정을 운반하고 사람이 직접 진수와 회수를 수행해야 해 비용과 인력 부담이 크고 위험 해역 탐사에도 제약이 있었다.

KRISO 연구진은 이러한 한계를 해결하기 위해 무인수상선 1대와 이종 자율무인잠수정 3대를 임무 제어 시스템(MCS)으로 통합한 1대3 복합체계를 구축했다.

복합체계에는 임무 제어 시스템을 중심으로 무인수상선 자율운항과 장애물 회피 기술, 동적 위치 제어, 2500m급 자율무인잠수정(PCAUV), 1000m급 수중 글라이더(BCAUV), 잠수정 자동 진회수 시스템(LARS), 수소 연료전지 기반 하이브리드 전력 시스템 등 핵심 요소기술이 적용됐다.

특히 해외가 무인수상선과 자율무인잠수정 1대씩을 연계하는 1대1 수준에 머무른 것과 달리, 다수 잠수정을 동시에 운용하는 체계를 구현해 기술적으로 한 단계 진전된 성과로 평가된다. 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 하나의 복합체계로 안정적으로 연동했다는 점에서 의미가 크다”며 “추가 실해역 시험과 동해 해역 시연을 통해 기술 안정화를 추진하고 현장에서 바로 활용 가능한 무인 해양 탐사 기술로 완성해 나가겠다”고 말했다.

홍기용 KRISO 소장은 “무인 복합체계는 다양한 무인 플랫폼에 적용할 수 있는 확장성을 갖추고 있다”며 “실증과 고도화를 통해 국산 기술 기반의 무인 해양 탐사 기술 경쟁력을 지속해서 강화하겠다”고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 재원으로 한국연구재단과 무인이동체원천기술개발사업단의 지원을 받아 2020년부터 수행됐으며, KRISO를 중심으로 대양전기공업, 한국조선해양기자재연구원, 팩토리아이엠에스, 지디엘시스템, 볼시스, 한국해양과학기술원, 기가알에프, 이오아이알 등 총 19개 기관이 참여했다.