김진환 KAIST 교수팀, 국제대회서 美 MIT에 이어 2위 차지
김 교수, 자율운항시스템 개발 주력…"무인선박 활용분야 넓어질 것"

김진환 KAIST 교수팀이 개발한 무인로봇선박을 대전 갑천에서 시연하는 모습. <사진=강민구 기자>
김진환 KAIST 교수팀이 개발한 무인로봇선박을 대전 갑천에서 시연하는 모습. <사진=강민구 기자>

국제대회에서 준우승의 쾌거를 달성한 KAIST(총장 강성모) 무인로봇선박 연구팀이 대전에서 시연식을 가졌다.

김진환 KAIST 해양시스템공학과 교수의 모습. <사진=강민구 기자>
김진환 KAIST 해양시스템공학과 교수의 모습. <사진=강민구 기자>
김진환 KAIST 해양시스템공학과  교수팀은 지난달 20일부터 26일까지 싱가포르 마리나 베이(Marina Bay)에서 개최된 '제1회 국제 무인로봇선박 경진대회'에서 미국 MIT에 이어 2위에 선정되는 쾌거를 달성했다.

김 교수팀은 이날 대전 갑천변에서 시연식을 갖고 개발한 무인선박에 대해 설명했다.

그에 따르면 무인선박은 무인 자동차, 무인 항공기와의 가장 큰 차이점은 추진 시스템이다. 바람이나 파도 등 환경 조건에서 운항할 수 있는 신뢰성 있는 장비가 필요하다.

그는 개발한 무인선박의 중요 특징에 대해 "자율운항기술 개발을 위해 노력했다"며 "선박의 센서를 통해 컴퓨터가 스스로 결정하고 명령할 수 있도록 설계했다"고 말했다.

핵심기술로는 ▲자율운항 ▲자율제어 ▲수상물 탐지와 인식 ▲장애물 회피 ▲음원탐색 ▲무인시스템 등이 적용됐다.

이 선박은 GPS와 Compass 센서융합을 통해 측위와 항법을 계산하고, 경유점 생성과 운항할 수 있다. 또 무인선의 선수각·거리·위치제어 알고리즘을 이용해 자율제어가 가능하다.

수상물 탐지는 라이다와 영상을 활용했다. 카메라를 통해 촬영된 영상을 통해 표식을 검출하고 식별한다. 라이다는 장애물을 탐지하고 형상을 인식할 수 있다.

무인시스템으로는 ▲원격통신과 제어 시스템 개발 기술 ▲임베디드 시스템 개발 기술 ▲실시간 제어 및 데이터 처리를 위한 소프트웨어 개발 기술이 적용됐다.

이 선박의 최대 속도는 약 4노트. 5~6시간 운용이 가능하다.

이번 연구에 참여한 박정홍 KAIST 해양시스템 공학부 박사과정 학생은 세계 상위권에 들 수 있었던 비결에 대해 '시스템 안전성'을 꼽았다.

그에 따르면 연구팀은 알고리즘을 연구하고 실험을 통해 검증하는 절차를 우선순위로 뒀다.

KAIST 무인선박에 활용된 각종 장치. <자료=KAIST 제공>
KAIST 무인선박에 활용된 각종 장치. <자료=KAIST 제공>

그는 "KAIST가 예선에서는 MIT 보다 앞섰다"며 "기술력은 이미 세계 최고수준이라고 생각한다"고 말했다.

KAIST 김 교수팀은 3년 동안 유사 연구를 진행했으며, 이번 대회는 약 9개월 가량 준비했다.

김 교수는 "해양 분야에서도 무인선박, 무인잠수정과 같은 무인 시스템기술의 필요성이 높아지고 있다"며 "무인선 기술을 통해 수로조사, 해양탐사, 영해 감시, 정찰, 불법어업단속 등에 큰 도움이 될 것”이라고 밝혔다.

한편, '국제 무인로봇선박 경진대회'는 미국 해군 연구개발국(ONR, Official of Naval Research)이 무인로봇선박 분야 기술을 점검하고 육성하기 위해 2년마다 개최한다. 

첫 대회에서는 한국, 미국, 호주, 일본, 싱가포르 등 5개국에서 자국 내 선발을 거쳐 나라 별로 3개 팀씩 총 15개 팀이 참가했다. 본선에는 ▲MIT ▲동경대 ▲동경공대 ▲싱가포르국립대 ▲난양공대 ▲호주 퀸즈랜드 공대 등 각국을 대표하는 학교들이 대거 출전했다.

KAIST는 전체 15개 팀 가운데 6개 팀만을 뽑는 최종 결선진출자 결정전에서 홈팀인 싱가포르국립대에 이어 2위를 차지하면서 3위의 MIT에 앞서 결승에 진출했으나 마지막 날 열린 결승에서 MIT에 우승을 내주며 준우승을 차지했다.

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