2019.10.31

땅·하늘이어 바다에 무인 기술 등장 '자율항해 선박, 대서양 건넌다'

Tamlin Magee | Techworld
메이플라워호 400주년을 기념하기 위해 프로메어(ProMare), 플리머스대학교(University of Plymouth), IBM이 자율항해 프로젝트를 시작했다. 이 자율항해에는 대양을 통과하는 제한적인 통신이 기계 간 협업과 추가적인 행성 탐사의 잠재력을 탐구하는 데 도움을 줄 것으로 알려졌다.

이 완전 자율항해 선박은 영국 청교도들을 플리머스에서 지금의 케이프 코드의 프로빈스타운항(Provincetown Harbor, Cape Cod.)으로 처음 항해한 오리지널 메이플라워호와 마찬가지로 대서양을 건널 예정이다. 이 무인 선박은 센서가 탑재되며 미세 플라스틱 위에서 처녀 항해를 하고 데이터를 수집하게 될 것이며, 대양을 누비는 자율주행 운송수단을 통해 원격 연구의 대의를 발전시킬 것으로 기대된다.
 
ⓒIBM

프로메어 해양 연구기관의 설립 이사회 구성원이자 메이플라워 자율항해 선박(Mayflower Autonomous Ship) 프로젝트의 공동 책임자인 브렛 파너프는 <테크월드>에 인간의 필요를 수용할 필요가 없는 운송수단을 설계하는 과정에서 일종의 해방감을 느꼈다고 밝혔다. 선박은 우선 무엇보다도 인간 승무원의 필요와 안전을 고려해야 하기 때문에 거주 구역, 화장실 등의 시설을 제공해야 한다.

설계팀은 사람 대신에 IBM 아키텍처를 지원하는 컴퓨터를 싣는 날렵한 선박을 그렸다. IBM의 시스템 전략 리더 에릭 아쿠아론은 <테크월드>에 무엇보다도 조직이 IBM 파워시스템 서버와 함께 IBM의 파워AI 비전 기술로 구동하는 해당 선박의 이미지 인식 기능을 위해 협업해야 했다고 밝혔다.

이 모델은 상황 인식을 위해 AIS(Automated Identification Systems), RADAR, LIDAR를 사용하여 영어 채널로 플리머스사운드만(Plymouth Sound bay)에서 얻은 데이터와 이미지로 학습했으며, 이를 통해 선박은 별다른 도움 없이 바다를 건너 항해할 수 있을 것이다.

한편, IBM의 ODM(Operational Decision Manager) 소프트웨어는 해당 선박의 항로 변경 결정을 지원하거나 선박에 최적 속도 및 항로를 알려줄 것이다. 또한 여러 대의 카메라 시스템과 다양한 유형의 위성 통신 시스템이 탑재되지만 대부분 이리듐(Iridium)과 같은 저대역폭 저궤도 시스템이다.

파너프는 이미 2020년에 메이플라워호의 항해 400주년을 축하하는 방법에 관해 논의했다고 밝혔다. 모형 선박을 만들자는 아이디어가 있었지만 이미 1950년대 말에 제작되고 현재 개선되어 올해 말경에 항해 준비가 완료될 선박이 있다.

파프너는 “17세기의 것을 만드는 대신에 새롭게 시작한 청교도의 정신을 본받기 위해 앞으로 400년 동안 해양 기업, 기술, 탐험 항해를 대변할 자율항해 선박을 설계하고 제작할 수 있었다. 그들은 이 아이디어에 적극적으로 동의했다”라고 말했다.

자동화
어느 정도 자동화된 선박은 있지만 파너프에 따르면 이 운송 수단은 ‘극단적으로 긴 시간’ 동안 사용하도록 설계되었다는 측면에서 다르다. 태양광과 풍력 등 지속 가능한 에너지 기술과 디젤 엔진을 결합한 하이브리드 추진 엔진이 탑재되어 있어 (바다에서 예상치 못한 사고가 발생하지 않는 경우) 이론상으로는 무한하게 사용할 수 있다.

파프너는 “작동 시작 시점에 무작위 명령을 상대적으로 짧은 시간 동안 따르는 로봇 운송 수단 시스템을 구축하는 것과는 다르다”라고 말했다. 이 팀의 목표는 선박에 이러한 기술을 접목해 ‘인간의 개입이 거의 없이 극단적으로 긴 시간’ 동안 작동할 수 있도록 하는 것이다.

무인 선박으로 설계해야 했기 때문에 해당 팀은 길고 날렵한 선체와 함께 저전력 추진 모듈을 수용하기 위해 트리마란(Trimaran) 모델을 선택했다. 파너프에 따르면, 안정화가 필요해 해당 팀은 트리마란 섹션에 아웃트리거를 장착하여 태양전지 패널을 장착할 수 있는 갑판을 만들었다.

그는 “그렇기는 해도 분명 무엇이든 견딜 수 있는 배는 아니었으며 그럴 목적도 없었다”라고 말하며 다음과 같이 말을 이었다.

“그 목적은 대서양을 항해하는 것이며, 그밖에도 무인 선박은 아무도 다치지 않는다는 장점이 있다. 그것이 목적이다. 사람들이 더욱 안전해지면서 배가 바다에 떠 있고 사람들이 안전하게 작동할 수 있도록 하며 하는 대신에 과학 과제에 더욱 집중할 수 있도록 하는 것이다.”

이런 기술적 문제는 특정 선박 프로세스와 동작의 자동화를 중심으로 발생한다. 그는 “이 기술은 일반적인 선박에서 지난 20년 동안 빠르게 발전했으며 대부분의 상업 선박은 이미 상당 부분 자동화된 시스템이다. 켜고 끄기, 날개 작동, 재부팅이 필요한 컴퓨터에 전원 재공급 등 기본적인 자동화를 모든 기술이 현재 자동화되어 있다”라고 설명했다.

기회
규정 및 법률부분은 아직 대부분 확실하지 않다. 현재, 연구 기반 조직이 자율항해 선박을 공해에 띄우는 것이 금지되지 않았지만, IMO(International Maritime Organization) 등의 기관이 가능성을 모색하고 있다.

파너프는 “하중 함수(forcing function)로 규제기관들은 자동화된 해양 연구를 통해 무엇을 할 수 있으며, 해당 기술의 실태는 어떻고, 바다에서 안전을 유지하는데 규제가 필요하다면 어떻게 해야 하는지에 집중하도록 도움을 줄 ㅅ 있기 바란다”라고 밝혔다.

이어서 “사실 이러한 우려가 큰 걸림돌이다. 사람들이 현존하는 기술로 무엇이 가능한지 잘 이해하지 못하고 있다고 생각한다. 특히, 바다에서 자동화와 자율항해를 적용할 기회는 무궁무진하다. 우리는 이와 관련하여 르네상스의 최첨단을 달리고 있다고 생각한다”라고 덧붙였다.

조직들은 이런 선박들이 해양 연구를 수행하는 관심이 있는 독립체들을 위한 일종의 연구 플랫폼으로 사용될 것으로 보고 있다.

그리고 그는 상대적으로 높은 속도로 항해하더라도 육상운송 수단보다는 느리기 때문에 훨씬 안전하다고 주장했다.

그는 “해양 환경은 인간을 위한 운송수단과 관련하여 자율주행 자동차와 비교할 때 적합한 이유가 많다. 해양 환경은 도시 등과 비교하여 사람이 훨씬 적기 때문에 사고 날 확률이 훨씬 낮다. 훨씬 적대적인 환경인 바다에 있지만 사람이 훨씬 적기 때문에 무인 운송 수단과 상호작용하려는 사람들에게는 훨씬 안전한 환경이다”라고 이야기했다.

예상할 수 있는 가장 큰 위협은 예측할 수 없는 무인 선박의 움직임이다. 파프너는 “경험을 통해 알고 있듯이 바다에도 사람들이 따를 규칙이 있어야 한다. 사람들이 항상 규칙을 따르는 것은 아니며 따른다고 하더라도 가끔 사고가 뒤따르기 때문에 새로운 규칙을 만들어야 한다. 선박은 항상 규칙을 따를 것이다”라고 말했다.

다음으로 심해 등 대역폭이 극단적으로 제한된 영역에서 기계 간 통신과 자동화를 시험함으로써 이런 종류의 프로젝트는 응용 연구 세계에서 제대로 탐구하지 못한 영역의 발전을 불러올 수 있다. 파프너는 “우주 공간은 필연적이다. 우리의 태양계 안에서 다른 행성을 실제로 어떻게 탐험할까? 기존과 마찬가지로 기계를 사용할 것이다. 하지만 기계는 점차 정교해지고 서로 협력하겠지만 여전히 통신 지연 속도가 크고 대역폭이 낮다. 따라서 지구에서 스마트 기계를 만들고 협력 방식과 약점 그리고 제한된 통신을 극복하는 방법을 배우면 우리가 지금은 상상할 수도 없는 다른 영역에서 더욱 발전할 수도 있을 것이다”라고 이야기했다. ciokr@idg.co.kr

 



2019.10.31

땅·하늘이어 바다에 무인 기술 등장 '자율항해 선박, 대서양 건넌다'

Tamlin Magee | Techworld
메이플라워호 400주년을 기념하기 위해 프로메어(ProMare), 플리머스대학교(University of Plymouth), IBM이 자율항해 프로젝트를 시작했다. 이 자율항해에는 대양을 통과하는 제한적인 통신이 기계 간 협업과 추가적인 행성 탐사의 잠재력을 탐구하는 데 도움을 줄 것으로 알려졌다.

이 완전 자율항해 선박은 영국 청교도들을 플리머스에서 지금의 케이프 코드의 프로빈스타운항(Provincetown Harbor, Cape Cod.)으로 처음 항해한 오리지널 메이플라워호와 마찬가지로 대서양을 건널 예정이다. 이 무인 선박은 센서가 탑재되며 미세 플라스틱 위에서 처녀 항해를 하고 데이터를 수집하게 될 것이며, 대양을 누비는 자율주행 운송수단을 통해 원격 연구의 대의를 발전시킬 것으로 기대된다.
 
ⓒIBM

프로메어 해양 연구기관의 설립 이사회 구성원이자 메이플라워 자율항해 선박(Mayflower Autonomous Ship) 프로젝트의 공동 책임자인 브렛 파너프는 <테크월드>에 인간의 필요를 수용할 필요가 없는 운송수단을 설계하는 과정에서 일종의 해방감을 느꼈다고 밝혔다. 선박은 우선 무엇보다도 인간 승무원의 필요와 안전을 고려해야 하기 때문에 거주 구역, 화장실 등의 시설을 제공해야 한다.

설계팀은 사람 대신에 IBM 아키텍처를 지원하는 컴퓨터를 싣는 날렵한 선박을 그렸다. IBM의 시스템 전략 리더 에릭 아쿠아론은 <테크월드>에 무엇보다도 조직이 IBM 파워시스템 서버와 함께 IBM의 파워AI 비전 기술로 구동하는 해당 선박의 이미지 인식 기능을 위해 협업해야 했다고 밝혔다.

이 모델은 상황 인식을 위해 AIS(Automated Identification Systems), RADAR, LIDAR를 사용하여 영어 채널로 플리머스사운드만(Plymouth Sound bay)에서 얻은 데이터와 이미지로 학습했으며, 이를 통해 선박은 별다른 도움 없이 바다를 건너 항해할 수 있을 것이다.

한편, IBM의 ODM(Operational Decision Manager) 소프트웨어는 해당 선박의 항로 변경 결정을 지원하거나 선박에 최적 속도 및 항로를 알려줄 것이다. 또한 여러 대의 카메라 시스템과 다양한 유형의 위성 통신 시스템이 탑재되지만 대부분 이리듐(Iridium)과 같은 저대역폭 저궤도 시스템이다.

파너프는 이미 2020년에 메이플라워호의 항해 400주년을 축하하는 방법에 관해 논의했다고 밝혔다. 모형 선박을 만들자는 아이디어가 있었지만 이미 1950년대 말에 제작되고 현재 개선되어 올해 말경에 항해 준비가 완료될 선박이 있다.

파프너는 “17세기의 것을 만드는 대신에 새롭게 시작한 청교도의 정신을 본받기 위해 앞으로 400년 동안 해양 기업, 기술, 탐험 항해를 대변할 자율항해 선박을 설계하고 제작할 수 있었다. 그들은 이 아이디어에 적극적으로 동의했다”라고 말했다.

자동화
어느 정도 자동화된 선박은 있지만 파너프에 따르면 이 운송 수단은 ‘극단적으로 긴 시간’ 동안 사용하도록 설계되었다는 측면에서 다르다. 태양광과 풍력 등 지속 가능한 에너지 기술과 디젤 엔진을 결합한 하이브리드 추진 엔진이 탑재되어 있어 (바다에서 예상치 못한 사고가 발생하지 않는 경우) 이론상으로는 무한하게 사용할 수 있다.

파프너는 “작동 시작 시점에 무작위 명령을 상대적으로 짧은 시간 동안 따르는 로봇 운송 수단 시스템을 구축하는 것과는 다르다”라고 말했다. 이 팀의 목표는 선박에 이러한 기술을 접목해 ‘인간의 개입이 거의 없이 극단적으로 긴 시간’ 동안 작동할 수 있도록 하는 것이다.

무인 선박으로 설계해야 했기 때문에 해당 팀은 길고 날렵한 선체와 함께 저전력 추진 모듈을 수용하기 위해 트리마란(Trimaran) 모델을 선택했다. 파너프에 따르면, 안정화가 필요해 해당 팀은 트리마란 섹션에 아웃트리거를 장착하여 태양전지 패널을 장착할 수 있는 갑판을 만들었다.

그는 “그렇기는 해도 분명 무엇이든 견딜 수 있는 배는 아니었으며 그럴 목적도 없었다”라고 말하며 다음과 같이 말을 이었다.

“그 목적은 대서양을 항해하는 것이며, 그밖에도 무인 선박은 아무도 다치지 않는다는 장점이 있다. 그것이 목적이다. 사람들이 더욱 안전해지면서 배가 바다에 떠 있고 사람들이 안전하게 작동할 수 있도록 하며 하는 대신에 과학 과제에 더욱 집중할 수 있도록 하는 것이다.”

이런 기술적 문제는 특정 선박 프로세스와 동작의 자동화를 중심으로 발생한다. 그는 “이 기술은 일반적인 선박에서 지난 20년 동안 빠르게 발전했으며 대부분의 상업 선박은 이미 상당 부분 자동화된 시스템이다. 켜고 끄기, 날개 작동, 재부팅이 필요한 컴퓨터에 전원 재공급 등 기본적인 자동화를 모든 기술이 현재 자동화되어 있다”라고 설명했다.

기회
규정 및 법률부분은 아직 대부분 확실하지 않다. 현재, 연구 기반 조직이 자율항해 선박을 공해에 띄우는 것이 금지되지 않았지만, IMO(International Maritime Organization) 등의 기관이 가능성을 모색하고 있다.

파너프는 “하중 함수(forcing function)로 규제기관들은 자동화된 해양 연구를 통해 무엇을 할 수 있으며, 해당 기술의 실태는 어떻고, 바다에서 안전을 유지하는데 규제가 필요하다면 어떻게 해야 하는지에 집중하도록 도움을 줄 ㅅ 있기 바란다”라고 밝혔다.

이어서 “사실 이러한 우려가 큰 걸림돌이다. 사람들이 현존하는 기술로 무엇이 가능한지 잘 이해하지 못하고 있다고 생각한다. 특히, 바다에서 자동화와 자율항해를 적용할 기회는 무궁무진하다. 우리는 이와 관련하여 르네상스의 최첨단을 달리고 있다고 생각한다”라고 덧붙였다.

조직들은 이런 선박들이 해양 연구를 수행하는 관심이 있는 독립체들을 위한 일종의 연구 플랫폼으로 사용될 것으로 보고 있다.

그리고 그는 상대적으로 높은 속도로 항해하더라도 육상운송 수단보다는 느리기 때문에 훨씬 안전하다고 주장했다.

그는 “해양 환경은 인간을 위한 운송수단과 관련하여 자율주행 자동차와 비교할 때 적합한 이유가 많다. 해양 환경은 도시 등과 비교하여 사람이 훨씬 적기 때문에 사고 날 확률이 훨씬 낮다. 훨씬 적대적인 환경인 바다에 있지만 사람이 훨씬 적기 때문에 무인 운송 수단과 상호작용하려는 사람들에게는 훨씬 안전한 환경이다”라고 이야기했다.

예상할 수 있는 가장 큰 위협은 예측할 수 없는 무인 선박의 움직임이다. 파프너는 “경험을 통해 알고 있듯이 바다에도 사람들이 따를 규칙이 있어야 한다. 사람들이 항상 규칙을 따르는 것은 아니며 따른다고 하더라도 가끔 사고가 뒤따르기 때문에 새로운 규칙을 만들어야 한다. 선박은 항상 규칙을 따를 것이다”라고 말했다.

다음으로 심해 등 대역폭이 극단적으로 제한된 영역에서 기계 간 통신과 자동화를 시험함으로써 이런 종류의 프로젝트는 응용 연구 세계에서 제대로 탐구하지 못한 영역의 발전을 불러올 수 있다. 파프너는 “우주 공간은 필연적이다. 우리의 태양계 안에서 다른 행성을 실제로 어떻게 탐험할까? 기존과 마찬가지로 기계를 사용할 것이다. 하지만 기계는 점차 정교해지고 서로 협력하겠지만 여전히 통신 지연 속도가 크고 대역폭이 낮다. 따라서 지구에서 스마트 기계를 만들고 협력 방식과 약점 그리고 제한된 통신을 극복하는 방법을 배우면 우리가 지금은 상상할 수도 없는 다른 영역에서 더욱 발전할 수도 있을 것이다”라고 이야기했다. ciokr@idg.co.kr

 

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