[뉴스워커_산업기획] 스마트 양식장의 일꾼에서 군사용까지 ‘광범위하게 사용되는 수중 드론’
[뉴스워커_산업기획] 스마트 양식장의 일꾼에서 군사용까지 ‘광범위하게 사용되는 수중 드론’
  • 염정민 기자
  • 승인 2018.11.20 06:01
  • 댓글 1
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▲ 그래픽_황성환 그래픽 1담당

지난 10월 26일 경남 하동군은 금남면 대치리 일원 가두리 양식장에 스마트 양식장 관리시스템을 구축하고 시범 운영에 들어갔다고 밝혔다.

스마트 양식장 관리시스템은 양식장의 수온, 용존산소, PH 등을 측정하여 자동으로 양식 물고기의 성장에 적합한 환경을 조성하고 양식 물고기의 크기, 어종, 행동 패턴에 따라 적정한 양의 사료를 자동으로 배급할 수 있다고 알려졌다.

이 시스템은 국립수산과학원이 3년 동안의 연구 끝에 내놓은 성과물로 USN(Ubiquitous Sensor Network, 유비쿼터스 센서 네트워크)과 수중 드론 시스템, 사료, 산소 등의 자동 조절 시스템 관련 기술이 적용되어 스마트 폰 하나로 양식장 외부에서 양식장 관리를 할 수 있도록 만들어졌다.

스마트 양식장 내에서는 수중 드론이 탑재된 카메라로 물고기의 크기, 행동 패턴, 상태 등을 실시간으로 촬영하기 때문에 양식장 관리인이 양식장에 있지 않더라도 스마트 폰으로 양식장 내의 물고기가 처한 상황을 실시간으로 알 수 있다.

게다가 USN에 의해서 수온, 용존 산소 관리가 자동적으로 되기 때문에 수온 이상이나 산소 부족으로 양식장의 물고기가 폐사하는 경우를 획기적으로 줄일 수 있었는데, 폐사율은 작년의 10% 수준으로 알려졌다.

이와 같은 시스템으로 인해 기존의 양식장은 관리인이 새벽부터 저녁 늦게까지 물고기의 생장 환경을 관리해야 하는 구조인데 반해 이번에 개발된 스마트 시스템은 시스템의 점검만 간단히 하고 나머지 시간은 양식장 외부에서 스마트 폰으로 양식장 관리를 할 수 있기 때문에 필요 인력이 크게 줄어들어 인건비가 기존 방식보다 80% 정도 절감되어 시스템 도입 효과가 큰 것으로 나타났다.

시스템 도입 효과가 좋은 관계로 주무 부처인 해양수산부는 바다 양식장 뿐 아니라 육지의 내수면 양식장에도 이번에 개발된 스마트 양식장 관리시스템을 도입할 계획이 있다고 밝혀 스마트 양식장 관리시스템의 보급 확대를 공언했다.

◆ 수중 무선 통신 기술 발전으로 그 쓰임이 확장될 것으로 보이는 수중 드론

현재 수중 드론은 Wi-Fi가 되는 부이에 연결된 유선을 사용하여 조종하는 방식을 채용하는 것이 대부분이다. 따라서 조종자가 무선 조종기로 ‘무선으로’ 조종 신호를 송신해도 드론은 부표에 연결된 통신선을 통해 ‘유선으로’ 조종 신호를 수신하게 된다. 따라서 수중 드론은 통신 케이블의 길이에 따라 활동범위가 제약받게 된다.

이는 무선 통신에 사용되는 전자기파의 특징과 관련이 있다.

전자기파는 매질의 밀도가 높은 수중에서는 감쇠 현상이 크게 발생하기 때문에 멀리 떨어진 곳까지 잘 전달되지 않는다. 따라서 무선 통신을 통해 한 번에 수중에 있는 드론에게까지 조종 신호를 전송하는 것이 아니라, 수면 위에 떠있는 부이까지는 무선으로 부이에서 드론까지는 유선으로 2단계를 거쳐 신호를 전송하는 것이다.

그런데 앞으로는 수중무선통신을 이용하여 수중에 있는 드론을 무선으로 조종하는 것이 가능해질 것으로 전망되고 있다.

해양수산부는 지난 6월 14일 거제도 지세포항 인근 해역에서 서로 약 3km 떨어진 곳에 있는 해상 부이와 수중기지국(수심 30m)간의 양방향 통신시험을 수행하였는데, 서로 다른 주파수 대역의 음파를 이용하여 문자와 사진자료를 동시에 송신하였고 전송한 자료를 왜곡 없이 수신하는데 성공하였다고 밝혔다.

3km 떨어진 해상부이와 수중기지국 사이의 무선 데이터 통신이 가능했던 것은 통신 수단으로 전자기파를 이용한 것이 아니라 ‘음파’를 이용했기 때문이다.

음파는 전자기파에 비해서 감쇠현상이 덜 일어나기 때문에 수중에서 비교적 먼 거리까지 전달되는데 돌고래나 고래가 의사소통 수단으로 초음파를 이용하는 것도 같은 이유에서다.

한편 호서대학교와 SK텔레콤, 한국원자력연구원 등 11개 기관이 참여 중인 이번 무선 수중통신망 개발 연구의 목적이 수중에서 드론을 조종하기 위한 것은 아니다. 해당 연구는 센서 노드(Sensor Node)가 수집한 해양 환경 정보를 수중무선통신망을 통해 지상의 시설로 전송하는 것에 목적이 있기 때문이다.

그러나 추가 연구를 통해 현재의 센서 노드 대신 수중 드론과 수중 기지국, 해상 부이가 수중무선통신을 통해 서로 신호를 주고받을 수 있도록 할 수 있기 때문에 해당 기술이 발전하면 수중 드론을 수중에서 무선통신을 통해 제어하는 것도 가능해질 것으로 전망된다.

해양수산부는 2021년까지 센서 노드를 추가하여 수중 기지국 기반의 수중 통신망의 테스트 베드를 서해에 구축하는 것을 목표로 하고 있다.

해당 시스템이 구축되면 조류, 파고 등 해상 상황을 실시간으로 알 수 있어 선박의 안전 운항을 도울 수 있으며 군사 부문에서는 잠수함 통신과 적 잠수함 탐지를 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

또한 수중 드론 분야에 있어서도 해상 부이와 유선으로 연결될 필요 없이 무선 통신을 통해 드론을 수중에서 조종할 수 있으므로 수중 드론의 활동 범위가 비약적으로 증가할 것으로 전망되고 그에 따라 수중 드론의 쓰임새 또한 확장될 것으로 전망된다.

◆ 군사용으로도 개발되고 있는 수중 드론

러시아의 푸틴 대통령은 지난 3월 국정 연설에서 수중 드론인 ‘포세이돈’을 언급했는데, 타스 통신에 의하면 포세이돈에는 핵동력 장치와 핵탄두가 탑재될 것으로 알려졌다.

타스 통신은 포세이돈이 1㎞이상 수심에서 60 ~ 70노트(110 ~ 130km/h)의 속도로 표적에 접근할 수 있고 최대 2메가톤의 핵탄두를 탑재할 것으로 전망했으며, 2018년 ~ 2027년 군비 사업에 따라 해군에 합류할 예정으로 세브마시 조선소에서 건조되고 있는 신형 잠수함에 탑재될 것이라고 보도했다.

수중 드론은 승무원이 탑승하지 않기 때문에 승무원의 거주 공간을 고려할 필요가 없어 소형으로 제작하는 것이 가능하며 관성력에 의해 승무원이 다치는 것도 고려할 필요가 없기 때문에 급가속, 급선회가 가능하도록 설계할 수 있다.

마치 전투기는 탑승자의 안전을 고려해야 하지만 미사일은 고려할 필요가 없어 미사일이 전투기보다 높은 비행성능을 가지는 것이 훨씬 용이할 수밖에 없는 것과 동일하다.

이와 같은 면을 고려한다면 미국의 공격형 원자력 잠수함인 LA급의 최대 수중 속도가 30노트(약 56km/h)에 비해 수중 드론인 포세이돈의 최대 속도가 LA급의 2배 이상인 것은 위협적이라고 볼 수 있다.

한편 지난 11월 5일 도쿄 신문은 방위성이 중국과의 분쟁 지역인 센카쿠(중국명 댜오위다오) 열도에서 중국군 잠수함 활동을 감시하기 위해 수중 드론을 개발, 배치하기로 했다고 보도했다.

도쿄 신문에 따를 때 10m 이상의 길이를 가진 이 수중 드론은 일주일 이상 작전을 수행할 수 있는 능력을 보유하고 있다고 알려졌는데, 한국 해군의 작전 구역에도 해당 드론이 투입될 수 있기 때문에 대응책이 요구된다고 볼 수 있다.

러시아, 일본 외에도 미국과 중국도 군사용 수중 드론 개발에 열을 올리고 있을 정도로 그 효용성은 국제적으로 인정되고 있기 때문에 이에 대한 대응책과 함께 한국도 군사용 수중 드론 개발에 역량을 투입할 필요가 있다.

한편 국내 일각에서는 4대강에 투입될 예정이었던 로봇 물고기의 개발 실패로 수중 드론 개발에 회의적인 시각이 존재하는 것도 사실이다.

감사원의 감사결과 해당 사업에 57억 원의 예산이 투입되었지만 생산된 9대 중 7대가 고장이었고, 초당 2.5m의 수중 속력이 요구되었지만 초당 0.23m의 속력을 내는데 그쳐 감사원은 로봇 물고기 사업을 실패로 규정한 바 있다. 따라서 수중 드론 개발 시에는 보고된 로봇 물고기 개발 실패의 이유를 토대로 동일한 실패를 반복하지 않도록 주의할 필요가 있다.


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제임스 2018-11-22 01:04:57
감사원의 감사결과 해당 사업에 57억 원의 예산이 투입되었지만 생산된 9대 중 7대가 고장이었고, 초당 2.5m의 수중 속력이 요구되었지만 초당 0.23m의 속력을 내는데 그쳐 감사원은 로봇 물고기 사업을 실패로 규정한 바 있다. 따라서 수중 드론 개발 시에는 보고된 로봇 물고기 개발 실패 ->재평가를 통해 성공으로 확인 된 사실은 왜 보도를 안하는지.. 엉터리 감사보고 이후 재평가, 재조사를 통해 왜곡보도된 것 확인