o 해양 ICBM(IoT, Cloud, Big-data, Mobile) 기술이 접목된 실시간 4D 해양관측 센 싱 및 해양 무인관측장비 군집운용 플랫폼 개발기술은 해양관측·모니터링 시장 관련 정보산업과 관련되어 기술이 급속하게 발달할 것으로 예상됨
o 전 세계적으로 무인자동화 해양관측 장비의 자율주행 기술은 아직 초기 단계로써 연 구개발이 미진한 상태이며, 육상, 해상, 수중에서 운행하는 동종 및 이종 무인장비 간 의 환경 특성을 반영한 군집운용, 센싱, 통신, 자료처리 기술 등은 개발 초기 단계임 o 미국은 무인자동화 관측장비에 대하여 NOAA의 관리, Teledyne 사의 제작,
Rutgers 대학의 운용 등의 시스템을 갖추어 산·학·연·관 협력으로 장비개발 및 운영 기술을 발전시키고 있음
o 오늘날 해양관측 기술의 발전은 더 정확하고 체계적인 해양정보 수집 필요성 및 국가 의 국방력 강화 욕구에 기인함(예, 미 해군, 유럽 북대서양 조약기구, 일본 해안경비 대). 최첨단 센서 및 다양한 무인장비 개발을 통해 고비용 효율성, 신속 대처, 최소 환경오염 및 인명 손실 추구, 무인장비 크기 최소화 및 인공지능의 적극 응용, 무인 장비 활용에 있어 동종 싱글에서 군집으로, 동종 군집에서 이종 군집으로 변화하는 추세로 효율적 운용을 위한 소프트웨어 개발 경쟁이 가속화되고 있음
o 기존 해양관측 기술 연구는 관련 국가기관, 민간산업 및 대학들에 의해 산발적인 이 루어짐. 체계적인 해양정보 파악이 어려울 뿐만 아니라 관측비용 측면에서도 비효율 적인 경향을 보임. 새로운 국제 경향은 이들 관련 기관들 간 체계적인 네트워크 구축 으로 해양정보 공유 및 공동연구의 효율 극대화(예, 해양관측 이니셔티브(OOI:
Ocean Observatories Initiative), 통합 해양관측시스템(IOOS: Integrated Ocean Observing System), 유럽 글로벌 해양관측 시스템(EuroGOOS: European Global Ocean Observing System)을 추구하고 있음
o 2001년 해양수산부와 미국 NOAA간 MOU, 2010년 KIOST와 MOAA간 LOI를 통해 서 KIOST는 미국 관계기관과 지식재산권의 권리행사 없이 무인자동화 관측장비에 관한 관련 기술이전이 가능함
o 또한 2015년부터 해수부, KIOST, NOAA, Rutgers 대학, Teledyne 사 간에 ‘자동 수중 글라이더 선단 개발 및 운용 기술 향상’ 사업을 통해 Rutgers 대학 5회 방문, Teledyne사 3회 방문, KIOST 워크샵 3회 개최를 통해 협력관계를 구축하여, 무인자 동화 관측장비의 운영 목적, 디자인 설계, 활용 우선순위, 운영방식, 시행계획, 관측 목적 및 영역, 관측일 수, 데이터 획득, 회수 방법에 대한 공동연구를 수행하고 있음 o 이를 통해 전 세계에서 개발 중인 신개념 해양관측 수단인 무인자동화 장비를 최고
난이도 해역인 한반도 관할해역에 투입하여 성능을 시험하고, 전 세계 무인자동화 관 측장비 제작사·운영기관 등과 관측, 정보처리, 시각화와 해석을 위한 공동연구자 선 별, 정보교환, 한국 무인자동화 관측장비 군집운용과 같이 시행될 모델 검증 활동 등 의 공동협력을 수행할 예정임
o 최근 지구촌 곳곳에 발생하는 이상기후 등 기후변화와 이에 따른 범국가적 자연재해 발생, 환경오염, 자원·에너지 고갈 등으로 인하여 개별 국가 및 범국가적인 해양관측 수요가 급격히 증가할 것으로 예측됨
가. 미국
o 해양관측 기술 관련 하드웨어 및 소프트웨어 양 분야에서 독보적 입지 구축하여 미해 군, 방위고등연구계획국(DARPA), 국가해양기상국(NOAA), 우즈홀 해양연구소(WHOI), 스크립스 연구소(SRI), 텔레다인 웹리서치(TWR), 워싱턴 대학(UW) 등 여러 국가기 관, 민간연구소, 방위산업체 및 대학 간 활발한 공동연구가 수행되고 있음. 미해군 연 구국(ONR)과 DARPA 의 LOCUST (Low-Cost UAV Swarming Technology) Programme, TWR의 SFMC (Slocum Fleet Mission Control) 소프트웨어 및 미해 군의 자율무인시스템(Autonomous and Unmanned Systems) 등 해양 관측기술이 주목받고 있음
o 해양관측 이니셔티브(OOI)
Ÿ 설립취지: 국립과학재단(NSF) 재정지원($331.000,000)과 COL (Consortium for Ocean Leadership)의 협력으로 만들어진 통합 인프라 프로그램. COL에 있는 OOI Program Office에서 관리되고 우즈홀 해양연구소(WHOI)가 책임 연구기관임.
해양관측 네트워크로 실시간 해양관측 및 데이터 수집. 인터넷을 통한 공유 등의 체계적 시스템은 건강한 해양환경 유지뿐만 아니라 상업적 측면에서 유의미함 o 미해군 연구국(ONR)과 DARPA의 LOCUST Programme
Ÿ 효율적인 무인기 개발을 목적으로 무인기 군집운용 기술을 개발함. 튜브 모양의 미사일 발사체에서 발사되며 미니 또는 초미니 크기로 최소 3-5기가 한 군집이 되어 기존의 무인기에 비해 보다 자율 및 유기적인 임무를 수행함. 무인기 군집 운용의 세 가지 핵심 원리(리더 무인기를 따라 움직이는 방향성, 군집 내에서 일 정 거리 유지, 임무 지역과 역할이 겹치지 않도록 독립 기능 센서)를 목표로 100% 완료된 것은 아니지만 몇 번의 시험을 통과함
Ÿ 파급효과: LOCUST Programme은 무인기에 제어 가능한 보다 높은 자율성을 부 여하는 소프트웨어로서 해양관측 관련 주요 무인기(Underwater or Wave Glider, Drone, AUVs, ROV 등)의 동종 군집 및 이종 군집의 효율적 임무 수행을 기대하 고 있음
[그림 2-15] OOI의 데이터 수집, 저장, 분석 및 공유 시스템
[그림 2-16] ONR-LOCUST Technology
o SLMC 소프트웨어
Ÿ 전 세계에 배치된 TWR 슬로컴 글라이더용 데이터 추적 및 다운로드에 사용되며 기존의 Dock Server 소프트웨어를 응용함. 다수의 글라이더 파일럿 사이에 협력 가능하게 하는 혁신적인 웹 베이스의 프런트 엔드를 제공함. 글라이더에 전송된
데이터를 보여주기 위한 인터액티브 맵을 포함하는 웹 사용자 인터페이스를 제공 하고, 주어진 임무 및 사용자 특권에 따라 임무 수행 위해 사용자는 SFMC에 로 그인해야 함. 로그인과 동시에 사용자는 글라이더 등록 및 배치 확인이 가능함.
글라이더로부터 데이터 다운로드 와 글라이더로 업로드, 웨이포인트 플랜 생성과 글라이더 배치 관련 여러 요소 관리가 가능함. 관리자 역할 사용자는 추가적인 사 용자 계정과 그룹 생성 및 글라이더 센서 한계 셋팅이 가능함
Ÿ 파급효과: SLMC 소프트웨어가 비록 TWR 슬로컴 글라이더용으로 개발된 프로그 램이지만, 동종 군집의 운용 및 상용화에 성공함으로써 다른 해양관측 무인기들의 동종 군집 운용 소프트웨어 개발에 기여가 예상되며, 이를 통해 이종 군집운용 소 프트웨어 개발에 활용할 수 있음
o 미해군 자율무인시스템(AUS)
Ÿ 무인시스템기술(UST: Unmanned System Technology): 미래 전쟁에서 확고한 우위 선점을 위해 미해군 연구자문 위원회(NRA: Naval Research Advisory Committee)에 의해 2017년 9월에 사업이 제안됨. 자율무인시스템 및 인공지능은 미 국방력의 핵심요소로 인식되어, 주로 민간 주도로 발전하였음(IBM, Jeopardy와 AlphaGo). 인공지능 시스템의 핵심요소인 데이터의 지속적 업데이트를 통해 자율 학습이 가능한 소프트웨어 개발이 핵심으로 기존 인공지능보다 월등한 자율성 및 제어능력을 확보함
Ÿ 구체적 단계별 내용: 필드 자율성 우위 확보를 위해 체계적·유기적인 데이터 생성 /자율 학습 시스템을 확인·비준·인가(VVA)하기 위한 절차 및 방법에 대하여 최고 수준 연구 프로그램 개발, 무인자율 시스템에 대한 신속한 시험을 수행함. 이를 위하여 평가 가능한 정책 수립, 국회의 직접적인 재정 통제를 벗어나기 위해 가능 한 많은 OTAs 구입, 신속한 새로운 능력 발휘를 위해 기존 자율성을 제어할 수 있는 모범 지휘관(type commanders) 계획, 미해군(DoN: Department of Navy) 내 자금 확보를 위한 “Shark Tank”식 접근(현장 협상, $50M), 실리콘 밸리와 보 스턴에 해군 인큐베이터 설립, DoN 소유의 $30M 벤처회사 설립, 자율성 관련 우 수 인력 확보, AUS 개발 완료 등을 추진함
Ÿ 파급효과: 미 국방력의 압도적 우위를 확보하기 위하여 다양한 첨단 무인기 및 소 프트웨어 개발이 필요함. 동종 및 이종 무인기 군집운용을 활용한 고가치의 해양 정보 수집이 가능하여 사회 전반에 걸쳐 혁신적인 변화가 예상됨
o 미국의 무인 해양관측 기술 수준
Ÿ 인공지능 개발 분야를 민간에서 미연방 주도로 전환 Ÿ 단순 동종 군집 무인기 운용 능력 상용화 수준임 Ÿ 이종군집 관련 기술도 유의미한 수준임
[그림 2-17] 미해군 자율 무인 군집보트 운용 테스트
나. 유럽
o 유럽 글로벌 해양관측 시스템(EuroGOOS)
Ÿ 설립취지: EuroGOOS는 1994년 설립된 유럽 내 국가기관으로써 연구기관, 민간 기업들로 구성된 국제 비영리 기구임. 유네스코 정부간 해양위원회 글로벌 해양관 측 시스템 (IOC GOOS) 내에서 범 유럽 네트워크 운용을 담당하고, 유럽 해양연구 및 운용해양 서비스(operational oceanographic service)를 제공하는 19개 유럽 회원국 내 41개 회원들로 구성됨
Ÿ 목적: EuroGOOS는 3가지 연구를 목적으로 1) 전 유럽 해양관측 운용에 대한 권위 있는 전문기관으로서의 입지 구축, 2) 전 유럽 해양 관측 관련 서비스 증진에 주도 적 역할, 그리고 3) 전 유럽의 해양관측 시스템 향상 및 글로벌 시스템 구축에 기 여함. Copernicus, EMOnet SeaDataNet, INTAROS, AtlantOS, JERICO Next, ENVRI Plus, COLUMBUS, FixO3, AtlantOS, EMSO와 같이 다양한 프로젝트를 수행함으로써 유럽 해양관측 시스템 및 관련 기술개발에 주도적 역할을 하고 있음 Ÿ 해양관측 내용: 5개 해역 및 흑해 관측
ü 현재 5개 지역(북극해: Arctic ROOS, 발틱해: BOOS 북서쪽 Shelf: NOOS, 아 일랜드 비스케 만 이베리아: IBI-ROOS, 지중해: MONGOOS)에서 활동하면서 흑해 ROOS와 양해각서를 통해 협력하고 있음. 보다 많은 지역 국가 및 파트너 들과의 긴밀한 협력관계는 EuroGOOS의 기반이며 유럽 및 글로벌 포름에서 확