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현대판 거북선의 등장! 자율운항선박

2021. 2. 22. 09:30

* 일부 내용 중 필진의 의도와 다르게 표현된 부분이 있어 정정되었습니다. (2021년 2월 26일)

 

이순신 장군의 거북선은 거북이 형태로 윗면이 둥글게 설계되어 전투 시에 적병이 쉽게 오르지 못하도록 설계되었는데요. 배의 윗면이 평평하게 되어 있는 일반 선박과는 다른 형태로 만들어져 있습니다. 어린 시절 거북선 그림을 보면서 지금도 거북선 형태로 만들면 어떨까라는 생각을 다들 한번쯤 해 보았을 텐데요.

 

최근에 시도되고 있는 자율운항선박은 거북선을 닮아 있습니다. 윗면이 둥글거나 뾰족한 형태로설계되는 자율운항선박이 많은데요. 대형 운항 선박의 해적 사고가 많이 발생하고 있어서, 해적이 올라타는 것을 방지하는 것이 둥글거나 뾰족하게 설계하는 중요한 이유라고 합니다.

 

자율운항선박은 자율주행차, 플라잉카와 함께 이동과 배송의 혁명을 가져올 것으로 보이는데요. 코로나19로 여러 자율운항선박의 운행이 2021년으로 미뤄진 상황이기도 합니다. 이번 글에서는 자율운항선박 개발 동향을 정리해 보도록 하겠습니다.

 

 롤스로이스의 자율운항선박 콘셉트와 시사점

 

영국의 롤스로이스(Rolls-Royce)는 지난 2016년 자율운항선박 콘셉트를 발표한 바 있습니다. 다양한 센서, 제어 알고리듬, 통신 기술, AI 기술, 클라우드 기술을 바탕으로 선박 스스로 운항이 가능하도록 설계하게 되는데요. 고령화에 따른 인력 수급의 문제를 해결하면서, 자율운항을 통해서 사고를 줄일 수 있다는 점에서 앞으로 자율운항선박이 많이 운행될 것으로 전망하고 있습니다. 노르웨이의 콩스베르그(Kongsberg)는 2018년에 롤스로이스의 해양사업부를 인수했는데요. 콩스베르그는 자율운항선박 관련 사업을 강화하고 있습니다.

 

롤스로이스는 해적에 의한 물리적인 공격과 해킹과 같은 사이버 공격을 모두 대비할 필요가 있다고 밝혔는데요. 해적이 배에 쉽게 오르지 못하도록 곡면으로 설계하는 것을 대안으로 제시했습니다. 장거리 자율운항선박의 경우 윗면을 둥글게 설계하고, 승무원이 노출되지 않도록 하여 위험을 크게 줄일 수 있을 것으로 전망됩니다. 또한, 자율주행차와 마찬가지로 해킹 등 사이버 공격에 대한 대비도 앞으로 중요한 이슈가 될 것으로 보입니다.

 

롤스로이스-콩스베르그의 자율운항선박 콘셉트 (출처 : 콩스베르그)

 

야라인터내셔널과 콩스베르그의 자율운항선박 야라 버클랜드

 

노르웨이의 비료회사인 야라 인터내셔널(Yara International)은 자사 제품의 배송에 친환경 자율운항선박을 이용한다는 계획을 세웠는데요. 전기 모터로 구동되는 자율운항 선박으로 배출가스가 없는 친환경 배송을 실현한다는 구상입니다. 야라 인터내셔널은 자율운항선박인 야라 버클랜드(Yara Birkeland)를 만들기 위해서 콩스베르그와 협력하고 있는데요. 노르웨이는 전기자동차 보급률에서도 1위를 달리는 등 친환경 이동체에 관심이 많은 나라이기도 합니다.

 

당초 2020년에 운행 예정이었던 야라 버클랜드는 코로나19 등 여러 상황으로 인해서 계획이 다소 늦어졌는데요. 2020년 11월에 야라 버클랜드가 야라 인터내셔널로 인도되어, 2021년에 운행이 시작될 것으로 전망되고 있습니다.

 

야라 인터내셔널의 자율운항선박인 야라 버클랜드 (출처 : 야라 인터내셔널)

 

 CES 2021, 차량지능 및 교통분야 최고혁신상을 받은 ‘메이플라워 자율운항선박’

 

CES 2021에서 IBM과 프로메어는 메이플라워 자율운항선박의 AI 기술로 ‘차량 지능 및 교통’분야에서 최고혁신상을 수상했습니다. 1620년 미국의 초기 이주민들은 메이플라워호를 타고 영국에서 미국으로 넘어왔는데요. 4백년 후 IBM과 프로메어의 메이플라워 자율운항선박은 자율운항을 통해서 영국에서 미국까지 이동할 계획입니다.

 

메이플라워 자율운항선박은 15m 크기에 5톤 정도 무게를 가지는데요. 전기모터로 구동되는 친환경 선박입니다. 여기에 카메라, 레이더, GPS, 음파탐지기 등이 탑재되어 위치와 주변환경을 인식할 수 있습니다.

 

이 자율운항선박은 2021년 봄에 영국을 떠나서 미국까지 대서양 횡단을 할 계획인데요. 카메라와 레이더로 주변 환경, 선박, 장애물을 인식하고, 날씨 정보와 환경 정보를 AI로 분석하여 바다에서 자율운항할 수 있도록 하고 있습니다. IBM 측은 지구 온난화로 날씨 변화가 더욱 심해지는 상황에서 앞으로 빅데이터 분석을 통한 자율운항선박이 필수적이 될 것이라고 밝혔습니다.

 

IBM과 프로메어의 메이플라워 자율운항선박 (출처 : IBM)

 

 우리나라의 자율운항선박 개발 방향은?

 

우리나라에서는 2020년부터 자율운항선박 기술개발사업이 진행되고 있는데요. 2025년까지 총 1600억원의 예산이 투입될 예정입니다. 국제해사기구(IMO)에서는 자율운항선박 자율화등급을 총 4레벨로 정의하고 있는데요. 1단계는 선원의 의사 결정을 지원해주는 수준, 2 단계는 선원이 승선하고, 원격제어가 가능한 수준, 3단계는 최소 인원이 승선하고, 원격제어 및 장애 예측 진단 등 기관 자동화를 지원하는 수준, 4단계는 완전 무인 자율운항이 가능한 수준입니다. 자율운항선박 기술개발 사업에서는 장거리 대양 항해의 경우 3 단계, 단거리 연안 항해의 경우 2단계 수준을 목표로 하고 있습니다.

 

관련 부처에서는 자율운항선박 기술 개발을 통해서 최적 운항 경로로 운행하고, 인적 과실로 인한 사고를 줄이는 등 경제성과 안전성이 크게 높아질 것으로 전망했습니다. 연료비 절약, 정비 시간 단축을 통해서 선박 운영비도 최대 22%까지 줄일 수 있을 것으로 보입니다.

 

자율운항선박 기술 개발 사업 (출처 : 산업통상자원부, 해양수산부)

 

 친환경 기술과 IT 기술이 중요해지는 자율운항선박

 

조선업계는 2025년경 자율운항선박관련 시장 규모를 총 1550억 달러(약 170조원) 정도로 예상하고 있는데요. 환경 보호를 위한 친환경 정책과 물류 혁신의 측면에서 자율운항선박의 중요성은 더욱 높아질 것으로 보입니다.

 

자율운항선박의 구동을 위해서는 전기모터와 배터리 구조 또는 전기모터-배터리-수소연료전지 등의 구조가 제시되고 있는데요. 배터리, 수소 연료 전지, 전기 모터 등에서 충분한 기술력을 확보하고 있는 우리나라 업체들에게도 좋은 기회가 될 것으로 보입니다.

 

자율운항을 위해서는 센서, 위치 결정, AI 분석, 클라우드 등 IT 기술이 필요하게 되는데요. 자율운항을 위한 기술과 고장 진단 기술이 중요한 상황입니다. 이에 따라 우리나라의 LG CNS를 비롯한 여러 IT 업체들도 앞으로 자율운항선박 기술 개발에 핵심 역할을 하게 될 것으로 보입니다. 미래 먹거리가 될 자율운항 선박 관련 산업에서 우리나라 관련 업체들의 좋은 실적을 기대해 봅니다.

 

 

글ㅣ정구민ㅣ국민대학교 교수 

 

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Posted by IT로 만드는 새로운 미래를 열어갑니다 LG CNS

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