해양로봇을 활용한 해양 공간 조사와 활용
Ⅳ. 스마트 해양 관측
무인 해양관측은 이동하는 플랫폼에 부착된 센서를 통해 해양의 시·공간적 변동
[그림 10] UX-100(KIOST)
[그림 11] 수중건설로봇(KIOST)
[그림 9] 미내로(KRISO)
RI-L: 경작업용, URI-T: 트랜칭용, URI-R: 암반굴착용)
중작업용 해양로봇의 툴은 작업 속도와 능률, 완성도에 매우 중요한 역할을 함
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수중 글라이더(glider)와 자율주행 수중운동체(AUV) 등이 활용된다. 이동형 플 랫폼에서 수집된 해양관측 자료는 시·공간적 변동성을 동시에 포함하고 있기 때 문에 해석에 주의가 필요하고 자료분석의 난이도가 높다. 고정식 플랫폼인 계류 선(mooring)이나 바닥장착형(bottom mounts) 플랫폼을 사용하여 짧은 간격으 로 연속적인 시계열 자료를 수집하는 방법은 단주기 변동을 포함한 많은 해양과 정들을 감지할 수 있다. 단주기 변동 현상들을 감지할 수 있는 거의 유일한 방법이 고, 많은 다종의 센서들을 통합할 수 있다는 장점과 자료 보정을 통해 가장 정밀 한 측정값을 얻을 수 있다는 강점 때문에 높은 비용에도 불구하고 지속적으로 증 가하고 있다.
2005년부터 진행하고 있는 OOI(ocean observatories initiative) 프로젝트는 지구해양 관측 시스템을 구축하는 것으로 미국 국립과학재단이 지원하고 우즈홀 해양연구소, 스크립스(Scripps) 등의 기관이 참여하고 있다[그림 12]. 바다에 직접 나가지 않고도 실시간으로 바다 속을 관측할 수 있도록 해저 무인관측소를 운영하 는 개념으로 태평양과 대서양을 연결하는 유선 해저케이블 망을 구축하여 심해관 련 데이터를 수집하는 것이 주요 목표이다. 고정식 플랫폼을 근간으로 이동식 플랫 폼인 수중글라이더를 대량으로 운영하며(2020년 기준 245기), 다양한 플랫폼으로 부터 얻어진 대량의 자료를 융합하여 화산 폭발, 지진, 폭풍, 쓰나미 등의 자연현상 과 해양의 물리·화학적 상태 변화를 파악하는 자료로 활용하고 있다. 확보한 자료는
지속적으로 수 집되며, 인 공 위 성 을 통해 바 로 전송돼 실시간으로 공개하고 있 다[그림 13].
[그림 12] 미국 OOI 개념도 [그림 13] 2020 OOI 현황
출처 : https://oceanobservatories.org 출처 : https://oceanobservatories.org
지구해양관측 시스템을 구축하는 OOI
프로젝트
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정 책 초 점
캐나다 ONC(Ocean Networks Canada)는 2007년 빅토리아 대학의 과학발전 계획 중 하나로 운영되고 있는 프로젝트로서 지구환경에 대한 연구지원을 목적으 로 해양 데이터의 수집‧분석‧관리를 위해 추진되
고 있다. ONC는 NEPTUNE 및 VENUS관측소를 통해 지진, 쓰나미에 대한 경고와 해양 상태, 해양 포유류 위치 및 선박 통행량에 대한 모니터링 정 보 제공을 통해 정책적 의사 결정을 지원하고 있 다. 조지아 해협 등 동북 태평양과 북극해 7개 해역 에 2개 광역관측소 및 4개 지역관측소가 설치되어 있으며, 400개 계측기에서 5,000가지 이상의 센서 를 24시간 운용하여 온라인으로 정보를 제공하고 있다[그림 14].
우리나라에서도 다양한 해양 현상을 관측하기 위해 고정식 플랫폼을 활용하거 나 기관별/연구자별로 이동식 플랫폼을 활용하고 있지만, 국가 차원의 체계적인 통 합시스템 구축과 일원화된 자료관리 및 공개가 중요하며 매우 시급하다. 스마트 해 양 괸측은 다양한 기획으로 시도되었고, 연구개발과제로도 추진하려는 노력이 있 지만 실질적으로 아직까지 성과가 미미한 실정이다.
다기능 통신부이, AUV, Glider, Wave-glider, 해저관측 케이블 등을 활용한 해 양공간 통합관측을 통해 실시간으로 송신 및 수집되는 해양 빅데이터의 효율적인 수집·관리 체계가 필요하며, 수집된 빅데이터를 융합하여 새로운 가치를 찾는 분석 기술이 개발되어야 한다. 특히, 스마트 통합관측은 4차산업 기술의 핵심인 인공지 능, 수중로봇, 빅데이터, 해양 IoT 기술을 융합한 종합적인 해양관측을 의미하며, 해
[그림 14] ONC 프로젝트 관측인프라 및 공동연구기관 분포
출처 : https://www.oceannetworks.ca/
지구환경 연구지원 목적의 ONC 프로젝트
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인 관심은 물론 추진 로드맵 구축과 함께 집중적인 투자가 시급하다.
참고문헌 한국로봇융합연구원, 2014: 국내외 수중로봇 산업 현황 및 전망.
한국해양고학기술원, 2014: 항만 수중공사용 무인 다목적 기계화 시공장비 개발 최종보고서.
한국해양과학기술원, 2017: 해양과학기지 항로준설 및 수중 모니터링을 위한 수중로봇 공용플랫폼 구축.
한국해양과학기술원, 2018: 해양로봇․ICT융합기술 개발사업 기획연구 최종보고서.
한국해양과학기술원, 2019: 해양개발용 수중건설로봇사업단-최종보고서.
한국해양연구원 해양시스템안전연구소, 2007: 차세대 심해용 무인잠수정 개발(1단계)-최종 연구보고서.
한국해양연구원 해양시스템안전연구소, 2008: 심해저 광물자원 집광시스템 및 채광 운용기술 개발.
https://www.mtsociety.org/
https://www.whoi.edu https://oceanobservatories.org https://www.oceannetworks.ca/
http://www.kiost.ac.kr http://www.kriso.re.kr
정 책 초 점
국가 차원에서 대기오염측정망 설치·운영을 시작한 이래로 한국환경공단은 전국의 대기질을 상시 측정하여 대기보전정책 수립의 기초자료를 확보해 왔다. 또한 국민이 쉽게 대기오염 현황을 파악할 수 있도록 Airkorea 홈페이지, 우리동네 대기정보(모바일 앱)와 같은 대국민 정보공개 서비스를 제공하고 있다. 올해에는 우리나라를 둘러싸는 형태로 도서, 접경, 항만, 선박측정망을 구축하여 국내뿐만 아니라 국외로부터 유입되는 미세먼지 감시체계를 도입하였다. 대기오염측정망이 점차 확대됨에 따라 측정소 인근 지역주민을 명예대기관리원으로 위촉하여 측정소 긴급상황 발생 시 공단 인력을 대체하여 신속한 대응이 이루어지도록 비상연락체계를 마련하였다. 명예대기관리원 제도를 도입함으로써