3. 연구개발과제 및 추진계획
3.6 기대효과 및 활용방안
- 국외에서의 극한지/빙해역 현장시험에는 선진국(러시아/캐나다)과 공동연구 추진 - 국내 빙해수조나 콜드룸 시설을 이용한 극지 육해상 파이프라인 시험과 러시아/
캐나다에서의 현장시험이 동시에 요구됨
운용 시나리오 협의 시, 극한지 및 해양자원 탐사 업체의 참여로 기술 요구사항 및 기술 외 요구사항(개발 비용, 운용 비용, (국내외) 법적인 조건, 문제 등)을 고려
- 개발 초기 실제 사용이 예상되는 산업체로부터 요구사항 수렴하고 검증 조건을 받음 - 이 조건에 의해 검증이 되면 시스템을 이관을 받을 것을 조건으로 2단계 사업 구상
수중 로봇을 개발 단계부터 검증 실험 수행: 기초 기술은 수조에서, 시스템 기술은 실해역 에서, 통합 시스템은 실제 현장에서 검증
- 현장 검증 시험은 초기에 설계한 운용 시나리오를 기반으로 3개월 이상 검증을 수행하여, 개발된 기술이 유용함을 증명함. 이후 극한지 및 해양자원 산업체로 이관하여 상용화를 위한 단계로 진행
- 실용성 검증 및 현장 투입/활용 기록 확보: 실제 비즈니스와 유사한 여건에서 기술 및 비용 등 모든 실용성을 검증하고 보완하며, track record 확보
개발기술을 기반으로 하는 응용기술을 사업화하기 위한 후속 연구개발 프로그램 발굴 공공목적의 관측 및 모니터링 업무뿐만 아니라 해양레저관광 등 다양한 해양콘텐츠관련
기술 발굴
해양 IoT, ICT, eNavigation의 단말장치로서 연계응용기술 발굴
해양공간정보 구축인 미흡하나 수중관광자원이 풍부한 개발도상국 ODA 사업과 연계하여 개발된 무인관측체계를 적용하여 확대시켜 기술력 알림
극한지 무인이동체 관련 해양산업을 활성화하기 위해서는 극한지 무인이동체 기술을 확보 하는 것에만 초점을 맞추기 보다는 이를 통한 역동적인 생태계가 마련될 수 있는 플랫폼 및 전략 고려 요구됨
해빙/해양/대기 통합관측 시스템은 선진국의 극지관측 프로그램(예, 영국 BAS에서 주도 하는 ICE-ARC 프로그램 등)에서 활용중인 부이 장비를 도입하여, 이를 기반으로 현지 개발 엔지니어와 국내 장비개발 민간업체와의 협력사업을 추진
극한환경 장비 운용 관련 시장을 선점하기 위해서는 개발된 기술에 대한 지적재산권관리, 기술실시계약, 기술이전 등을 기본전략으로 적극적인 시장개척 전략이 필요함
남북극에서의 조난 구조에 관한 국가간 협조 사항이나 빙해역 해양오염 등 다수 국가에
영향을 미치는 사항에 대한 국내법/제도의 정비
극해양 실시간 예측 항목 관련하여 기상청 뿐만 아니라 극해역을 연구하는 기관에서 극해역 해상 예측정보를 생산, 예보할 수 있는 법제도 마련
부처간 협업을 위한 인프라 공동 활용 지원
한-EU, 한-영, 한-미 협력 장비 개발사업을 위한 국외투자 규제 완화 역할분담 방안
- (정부) 지속적인 연구개발, 국제공동연구 협력 지원, 국제적 위상 제고를 위한 대규모 연구 개발 지원, 연구비 투자, 개발방향 수립, 장기적 지원 방안 마련, 법제도 개선, 정부와 민간의 공동개발, 기술협력 등을 위한 역할 분담 방안의 지속적 모색
- (민간) 비즈니스 모델 개발 및 추진, 과학탐사에 적합한 실용화 기술 지원 및 상업화 전략 구축, 장비개발 수행, 기술도입을 위한 전문 기술인력 확보, 극지장비 개발을 위 해서는 선진 기술 도입과 장비 제작 및 운영 조건에 대한 철저한 조사와 연구를 실시하 고 이를 제작하고 운영하는 데에는 산업체의 도움이 필요함
- (국책연구기관) 극지현장에 적합한 기술개발, 현장 테스트 지원, 극한지 탐사기술 개발, 극지 원격탐사에 대한 최신 기술 개발 및 국제 유관기관과 지속적인 공동협력 체계 구축, 장비개발의 과학적 기반 확립, 장비개발 관리, 장기적 활용성 제시, 국외기관과의 협력 주도 - (대학) 후속세대 양성을 통한 지속적인 연구수행, 국내에서의 학연산 협동연구 추진과
효과적인 HROV운영을 위한 인력양성 동시추진 필요
Ⅳ. 사업 타당성 분석
4.1 정책적 타당성 검토
가 사업의 필요성 및 시급성
극지방은 지구상에 존재하는 유일한 미개발 지역
극지방은 해양, 대기, 지질, 빙하, 운석 및 생물학적 측면과 자원개발의 가능성 등 다양한 측면에서 중요성이 부각
국내의 극지분야 연구는 대부분 자연과학분야에 국한되어 진행되어 왔으며 극지활용 분야에 대한 연구가 시급
극한 환경을 극복하기 위한 기술은 관련분야의 기술 선도국에서도 확고한 우위를 점하지 않은 분야로 기술선점 가능
극한지 로봇기술은 소재, 플랫폼, 에너지 등의 분야에서 원천기술 확보와 전후방 산업파 급효과를 기대할 수 있음
나 정부 정책 및 국가계획과의 부합성
(북극종합정책 추진계획) 2013년 5월 북극이사회 옵서버 진출을 계기로 '지속가능한 북 극의 미래를 여는 극지 선도국가’라는 비전을 설정하고 '북극 파트너십 구축 ', '과학연 구 강화’, '북극 신산업 창출’이라는 핵심전략과제를 제안
(제3차 남극연구활동진흥 기본계획) '남극활동 및 환경보호에 관한 법률 ' 제21조에 따라 남극연구활동의 목표 및 추진과제 등을 반영하여 남극연구활동진흥 기본계획이 마련 - 3차 기본계획은 남극연구의 역량축적기인 1, 2차 기본계획을 통해 확보한 세종기지, 장
보고기지를 활용하여 안전하고 지속가능한 남극연구활동을 추진하고 남극연구 선도국에 진입하기 위해 3개 전략과제(남극연구 지평확대, 남극활동 지원체제 선진화, 남극 거버넌스 리더십 제고)에 남극대륙진출(K-route)개척 및 대륙연구 활성화, 남극과학의 융복합 및 저변확대 등의 세부추진과제를 구성함
무인이동체 발전 5개년 계획(2016), 해양수산 R&D 중장기 계획, 해양수산 R&D 로드맵(2016) 등
다 관련 법령
(해양수산발전 기본법 ) 제12조 해양의 관리, 제14조 해양생태계의 보전, 제15조 해양안 전관리, 제16조 해양자원의 개발 등, 제17조 해양과학조사 및 기술개발 등, 제18조 해양 공간의 이용
(해양수산발전 기본법 시행령) 제12조 해양환경의 보전, 제13조 해양자원의 개발 등 (남극활동 및 환경보호에 관한 법률) 제17조 남극환경모니터링
(남극활동 및 환경보호에 관한 법률 시행령) 제23조 남극환경모니터링
기존연구과제명 사업명 연구
기간 주요연구내용 차별화 방안 및
연계성 검토
극한지 환경영향을 고려한 최적 파이프라인 시공
기법 개발
플랜트연구 사업 (국토부)
2013- 10-31
~ 2018- 10-30
극한환경과 동토특성에 따른 파이프라인 의 시공 안정성과 국가건설기준체계가 반 영된 파이프라인 시공 매뉴얼 개발
동토지역 시공환경에 따른 위험요인 분석 을 위한 시공사례 분석
시공관련 기술로 본 사업과는 다른 분류 의 기술이며 극한지 역 자원개발을 위한 탐사 시 연계 가능
극한환경(-30°C)에서 발열양생 및 융설/융빙(30°C/10mi
n)이 가능한 나노 콘크리트 기술 개발
국토교통기 술촉진연구
사업 (국토부)
2017- 04-01
~ 2017- 12-31
탄소계열 나노소재 활용 발열 콘크리트 배합 기술연구
건설관련 기술로 본 사업과는 다른 분류 의 기술이며 직접적 인 연계성은 없음
북극해 해저자원환경 탐사 및 해저메탄방출현상
연구
양극해 활용연구 (해수부)
2016- 05-01
~ 2017- 04-30
북극 해저자원환경에 대한 기초자료/정보 를 확보
북극해 자원탐사를 위한 과제로, 본 사 업을 통해 구축된 시스템을 적극 활용 할 수 있는 과제임
극한지 개발을 위한 역학적 기반 동토 변형 해석기법 개발
(구)신진연구 지원사업
(미래부)
2014- 05-01
~ 2017- 04-30
극지 개발과 관련하여 동결지반의 역학적 특성을 규명하고 이후 동결지반에서의 구조물 건설시 지반의 거동을 파악할 수 있는 해석기법의 개발
건설 및 지반구조 관련 기술로 본 사 업과는 다른 분류의 기술이며 직접적인 연계성은 없음
극한지용 고성능 파이프 및 현장 연결
구조 기술 개발
플랜트연구 사업 (국토부)
2013- 10-31
~ 2018- 10-30
극지 환경(-40°C 이하)에 대응 가능한 판 재를 이용하여, 파이프 조관 후 인성과 변형능이 확보된 고성능의 파이프 및 현장 연결구조 기술개발
시공관련 기술로 본 사업과는 다른 분류 의 기술이며 극한지 역 자원개발을 위한 탐사 시 연계 가능
... ... ... ... ...
❙표 4-1❙ 기존연구과제와의 차별화 방안 및 연계성 검토(NTIS 검색 기준)
4.2 기술적 타당성 검토
가 유사과제 조사 및 중복성 검토
지금까지 진행되었던 극지 관련 연구는 자연과학 분야 또는 남극 기지 건설, 쇄빙선 건조 등 인프라 분야, 건설/시공 관련 분야에 집중되어 있음
연구개발사업과 과제 수준으로 검토한 결과 사업적 측면과 기술적 측면 종합적인 관점
에서 중복이 없는 것으로 판단됨
구분 핵심개발과제 목표 성능 및 기술수준 목표설정근거
P1 극한사물인터넷
(IoET) 기술 개발
전송거리10km, 전송속도 2Gbps급 무선 backhaul 네트워크
-80도의 극저온에서 동작하는 통신장비 및 센서
전송거리100km급의 장거리 통신
전송지연15ms 이하
동시접속운용대수 20대 이상
해외 유사장비 성능 목표
사업 VOC 충족 조건
P2
수중 모바일플랫폼 (HROV) 기술 개
발
작업 수심 3,000m급
AUV 운용시간: 최장 48hrs
AUV 전진속도: 최대 4.5knots
AUV 항법정밀도: 0.3% of traveled distance
수중 정밀 도킹
무접점 충전 및 통신 기술
∙ 충전효율: ≤ 90%,통신속도: ≤ 30kbps
빙하면 하단 3차원 형상 구현 기술 ∙ 맵 해상도: 0.3x0.3x0.3m
해외 유사장비 성능 목표
HROV 관련 VOC 충족 조건
<해외 AUV 기술>
작업수심: 4,500m
전진속도: ≤ 4knots
운용시간: ≤ 60hrs
수중항법: IMU, DVL, Depth, USBL, GPS, TerrNav
센서: MBE, SSS, SBP, ADCP, Camera
<해외 ROV 기술>
작업수심: 2,500m
외형치수: 3.2(L)x2.9(H)x3.2 (W)m
무게: ≤ 8000kg