해양로봇을 활용한 해양 공간 조사와 활용
Ⅱ. 탐사용 해양로봇
해양을 탐사하기 위한 해양로봇은 적 용 수심과 활용할 수 있는 조류나 해류 조건에 따라 크기와 규모가 달라지는 데, 가장 작은 마이크로급, 미니급, 소 형급 그리고 매니퓰레이터(다관절 로봇
팔)를 장착하여 간단한 시료의 채취가 가능한 경작업용급까지 다양하게 활용하고 있다. 해양로봇의 등급은 본체뿐만 아니라 운용을 위한 부속장치와 진회수를 위 한 장치, 그리고 이를 운용할 수 있는 선박(모선)까지 구성이 달라지는데, 마이크 로, 미니급은 소형선박에서 운용할 수 있지만, 중형급부터 통상 일반 소형선에서는 활용하기 어렵고 전용 ROV 지원 선박이나 특수목적의 선박이 필요하다. 마이크 로, 미니, 소형급은 대부분 장착할 수 있는 장치나 센서의 중량에 제한이 크기 때문
[그림 5] Sentry(AUV)
[그림 7] Alvin(HOV)
[그림 6] Slocum(glider)
[그림 8] Deepsea Challenger
출처: https://www.whoi.edu
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출처: https://www.whoi.edu
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탐사용 해양로봇은 마이크로급, 미니급, 소형급, 경작업용급
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야의 요구에 의해 만들어진 경량급은 일반적으로 4,000m를 초과하는 대수심을 목적으로 제작된 ROV이며, 출력보다는 대수심에 도달하는 것에 주안점을 두고 제 작되었기에 규모나 출력 면에서 작업용급보다는 컴팩트한 형태가 주류를 이룬다.
AUV는 특수목적의 수중환경 연구용(SPURV: special purpose underwater research vehicles)으로 개발이 진행되었으며, 특히 음향학 및 잠수함 기동 시 형 성되는 음압특성 등을 연구할 목적이었지만, 지금은 해양환경 모니터링 및 해양 구 조조난 분야에서 필수적인 해양로봇이 되었다. 탑재된 배터리의 용량에 따라 운용
[표 2] 대표적인 탐사용 해양로봇 및 사양
수중로봇 사진 항목 내용
Micro observation class 대표모델 및 사양
AC-ROV
제작사 AC-CESS, UK
Size 203㎜ x 152㎜ x 146㎜
Weight (In Air) 3㎏ (6.6lbs)
Depth Rating 100msw
Thrusters 6
Camera Colour CCD, 800 Line X 0.1Lux, Focus System Power 300watt (0.4hp)
Payload 200g (8oz)
Mini observation class 대표모델 및 사양
VideoRay
제작사 VideoRay LLC USA
Size 37.5㎝ x 28.9㎝ x 22.3㎝
Weight (In Air) 6.1㎏
Depth Rating 305m (1,000ft) Thrusters 3 thrusters (2 horizontal/1 vertical) Bollard Thrust 10kgf – 21lbs
Camera High Resolution - NTSC Format Observation/Light Work Class 대표모델 및 사양
Cougar
제작사 Saab seaeye, Sweden Size 1,515㎜ x 790㎜ x 1,000㎜
Weight (In Air) 409
Depth Rating 2,000
Payload 80
Thrust Fw/Vt 170/110
Light/Medium Work Class 대표모델 및 사양
Leopard
제작사 Seaeye SAAB, Sweden Size 2,150㎜ x 1,174㎜ x 1,160㎜
Weight (In Air) 1,200㎏
Depth Rating 2,000/3,000m Thrusters 7 or 11 vectored
Payload 200㎏
Bollard Thrust 500kgf
AUV는 해양환경 감시, 해양 구조조난 분야에 필수적인 해양로봇
”
“
정 책 초 점
[표 3] 대표적인 탐사용 해양로봇 및 사양
모델 Slocum-electric Spray Seaglider
제원 1.5(L) × 0.22m(d)
54㎏ in air 2.1m(L) × 0.2m(d)
52㎏ in air 1.8m(L) × 0.3m(d) 52㎏ in air 성능 운용수심: 30m∼1,000m
운용시간: 1년 이내 운용수심: 1,500m 운용시간: 1년 이내
운용수심: 1,000m (6,000m급 개발 됨)
시간이 다르지만 일반적으로 1~20시간 정도의 운용시간으로 해저매핑, 각종 측정 센서를 장착하여 환경조사, 침몰물체 탐지 등의 작업을 수행한다. 수중통신기술의 발전으로 단거리 수중통신방법을 이용하여 임무결과 보고 및 작업지시가 가능하 지만 일반적으로는 미리 설정된 임무를 수행하며 인공지능의 도입으로 자율운항 이 가능한 수준이다. 최근에는 다수의 AUV를 동시에 운용하면서 작업효율을 극 대화하는 운용방식이 도입되어 활용되고 있다.
일반적인 AUV가 전기추진기를 동력으로 운용하는 것에 반하여, 수중 글라이 더는 부력엔진을 이용하여 최소한의 전력을 소비하면서 수개월에서 1년 단위의 장 기간 동안 운용할 수 있도록 개발된 부력 구동식 AUV라고 할 수 있다. 많은 연구 자들에 의해 다양한 형태의 구동장치가 개발되고 있고, 항법기술 및 운용기술이 개발되고 있어 활용범위가 급격하게 증가하고 있다. 세계적으로 가장 활발히 활 용되고 있는 수중글라이더는 Teledyne Webb Research社에서 개발한 Slocum glider, Scripps/WHOI에서 공동 개발한 Spray glider, 워싱턴 대학에서 개발하고 Kongsberg社에서 판권을 가지고 있는 Sea glider 등이 있는데, 국내에서도 최근 개발과 운용 경험이 축적되고 있다.