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해양환경공단 마산 지사 수상로봇 시연 모습 / 김병민 기자

[투데이에너지 김병민 기자] 통일신라시대 장보고 대사가 청해진을 설치한 날이라고 알려진 매년 5월 31일은 대한민국 법정기념일 ‘바다의 날’이다. 해양의 가치와 중요성을 알리기 위해 제정된 ‘바다의 날’의 의미를 새기며, 해양환경 분야 전문 기관인 해양환경공단의 지속 가능한 미래를 조명한다. / 편집자 주

1994년 11월 UN 해양법협약 발효 이후 세계 각국은 해양 경쟁에 돌입해, 해양자원 개발과 확보에 힘쓰고 있다. 그뿐만 아니라 최근 중동에서의 전쟁으로 인해 생긴 호르무즈 해협 봉쇄처럼, 보이지 않는 바다 위 경계선에서도 국가 간 힘겨루기가 이뤄지고 있다.

앞으로 시대가 더 발달하더라도 바다라는 공간은 여전히 인간에게 많은 혜택과 풍요를 전하고 있기에, 해양 주권을 지키는 것만큼 해양자원의 보전은 매우 중요한 일이다.

해양환경공단은 해양환경관리법 제96조에 따라 해양의 훼손 및 오염으로 인한 위해를 예방하고, 깨끗하고 안전한 해양환경을 조성해 해양의 지속 가능한 이용 가치를 창조하는 것을 목적으로 하는 기관이다. 이 때문에 바다의 가치를 보존하고, 더 나은 환경을 만들기 위한 다양한 사업을 펼치고 있다.

그중 하나가 해상이나 항만에서 떠다니는 부유 쓰레기를 수거하고, 유류 오염 사고 시 기름을 회수하는 등 해양환경을 정화하는 업무를 수행하는 것이다. 이에 필요한 청항선, 방제 장비 등을 갖춰 국내 주요 항구 주변 해양 폐기물을 수거하며 선박 안전 운항과 환경 보호에 기여하고 있다.

다만, 매년 해양부유물의 지속적 증가, 항만·연 안의 협소 수역 증가에 따라 대응력을 향상하기 위해서, 해양환경공단은 AI와 로봇을 도입하며 문제를 해결하고 더 나은 해양환경을 조성하고 있다.

■로봇·AI로 깨끗하고 안전한 작업 수행

현재 수상로봇 시스템의 운용은 해양환경공단 마산 지사에서 진행되고 있다. 주식회사 쉐코가 개발한 로봇으로 지난 2년간 실증을 통해 해양쓰레기와 기름 등 오염물질을 회수할 수 있도록 개량을 거듭하며 사업을 진행하고 있다.

현재 해양쓰레기는 연간 12만 톤 가량 발생하고 있으며, 매년 10% 정도 증가세를 나타내고 있다. 특히 여름 장마 기간 육상에서 떠내려오는 부유물이 많아지는 시기에는 청항선만으로는 전부 대응할 수 없다. 또한 바다의 특성상 정화 활동을 할 수 있는 시간대(물 때)에 작업이 이뤄져야 하고, 청항선의 크기에 비해 작은 규모의 해양쓰레기를 수거하기에는 인력과 연료의 투입이 비효율적인 문제도 발생하며, 안전사고의 위험도 존재하기에 이를 보완하기 위해 로봇과 이를 통제할 시스템이 개발됐다.

로봇은 사용 용도에 따라 3가지로 분류된다. 좁은 수로 사이로 들어가 소량의 쓰레기를 직접 수거하는 ARC-C 모델, 긴 펜스를 견인하면서 사각지대의 부유물을 청항선으로 유도하는 ARC-F 모델이 있다. ARC-M은 소규모 유류오염 사고 시 방제선이 들어갈 수 없는 구역에 진입해 유류오염물을 회수하는 전용 모델이다.

수상로봇을 활용하면서 작업 현장에서의 접근성과 안전성이 향상됐으며, 부유물의 규모나 크기, 종류에 따라 적절한 로봇의 활용으로 청항선의 불필요한 출동을 줄이는 등 시간·연료·인력을 절약하게 됐다.

또한, 수상로봇과 드론, AI를 결합한 시스템을 개발하면서 더욱 향상된 통합 관제·운용 체계를 운영 중이다. 드론으로 해양부유물을 인식할 수 있는 AI 솔루션을 개발해 해양환경공단이 해양 폐기물 실태조사를 통해 보유한 이미지 데이터 약 8만 장을 학습시켜 AI 인식률을 개선하고 있다. 수상로봇과 드론을 모두 통제하는 통합 관제 시스템인 GCS(Ground Control System)에서는 로봇의 상태 및 작업 상황을 모두 관측할 수 있으며 상황에 맞게 로봇 또는 청항선 운용을 결정할 수 있는 체계를 구축했다.

이 시스템을 통해 얻을 수 있는 가장 큰 효과는 출동의 최적화 및 자원 효율 향상이다. 해양부유물 관련 민원이 발생할 경우, 기존에는 직접 현장에 출동해 육안 관측 및 수거가 이뤄졌다면 시스템을 통해 드론으로 영상으로 확인하고 로봇 또는 청항선 출동을 선택할 수 있으며, 항만 내 드론 운용이 가능한 범위에서는 현장 무발견 출동을 제로화(0건)할 수 있다. 이로써 수거 중심의 정책에서 예방 중심의 정책으로 패러다임을 전환하고, 장기적으로는 로봇과 드론이 자체적으로 해양오염에 대응할 수 있도록 발전할 수 있다.

현재 개발된 로봇의 사양으로는 3m 높이의 파도에 대응할 수 있어 항만과 연안 위주의 작업이 이뤄지고 있으며, 장기적으로는 로봇의 크기, 무게 등을 늘리고 대형 선박에서 수상로봇을 싣고 내릴 수 있는 스테이션 장비의 개발 등을 통해 더 넓은 범위에서 기동하고, 외항으로 나가서 작업을 할 수 있도록 기술 개발을 추진하고 있다.

해양환경공단 마산 지사, 주식회사 쉐코(수상로봇 개발사), 마산지방해양수산청 관계자가 기념사진을 촬영하고 있다 / 김병민 기자

■국내에서 실증한 로봇, 국제적 주목받아

마산에서 실증을 거치며 실전에 나선 수상로봇은 세계 시장에서도 관심 있게 바라보고 있다.

단순하게는 해양부유물이 늘어나지 않도록 처리하는 역할은 물론, 바다 위에서 건설하는 해양플랜트, 해양발전소 등의 관리에도 로봇이 투입될 수 있기 때문이다.

또한 해양에 유입된 기름 같은 오염물 처리 등에 효과적이어서 로봇 개발 초기에 중동 국가에서 관심을 가지며 투자를 유치하기도 했다.

최근에는 싱가포르의 방제전문기관 OSRL, 해상항만청 등에서 사업에 관심을 보여 싱가포르 에서 열리는 합동 방제 훈련에 참가하는 계획을 협의 중이다. 또한 수상 태양광 설비를 운영하는 EDP와는 말레이시아에서 떠내려오는 해양부유물을 안전하게 치울 수 있도록 로봇과 자동화 시스템을 도입하는 사업이 논의되고 있다.

미국에서는 5월경 오일 리파이너리(원유 시추 및 정유 공장) 기업들에 시연을 선보이기로 계획돼 있으며, 미 해경에게 교육을 지원하는 텍사스 지역 대학들에서 교육 커리큘럼을 제작하기로 협의해 올해 하반기에는 미 해경 교육에도 참여할 예정이다.

■정부 혁신 우수사례, 지속가능성 키워

수상로봇의 운용 성과 누적 및 AI 시스템 개발·실증이 더 이뤄진다면 향후 국제적으로 해양환경공단의 역량과 지속가능성을 더욱 주목할 것으로 전망된다.

이미 국내에서는 2025 산업부 디자인산업기술개발(R&D)-디자인혁신역량강화 선정, 2025 해양수산부 혁신 우수사례 선정 등으로 대외적 입증 실적이 꾸준히 축적되고 있다.

마산 지사에서 실증한 데이터를 기반으로 해양환경공단은 국내의 다른 지사에서도 수상로봇의 보급 및 배치가 이어질 수 있도록 해양수산부와 협의해 구매 예산을 확보하고, 추가적인 기술 개발로 점차 활용도를 높여 나갈 계획이다.

해양환경공단 김성길 마산지사장

■[인터뷰] 해양환경공단 김성길 마산지사장

▲수상로봇이 거둔 성과, 앞으로 발전에 대해 설명한다면

2024년도 소프트웨어가 제작되기 전 진행한 활동으로 114톤, 2025년 155톤의 해양쓰레기를 수거했고, 전체 해양쓰레기 수거량에서 비율은 약 14.5% 정도 차지했습니다. 앞으로 비율을 더 늘려나갈 계획이며, 장기적인 로드맵으로는 올해 디지털 융합 과제로 런칭한 상태입니다. AI 융합처와 함께 TF팀을 구성해서 올해 3개 지사에서 로봇을 운용할 수 있도록 확대하고, 단계적으로 지사에 로봇을 배치하는 형태로 확대해 나갈 예정입니다. 또한 통합 관리 시스템을 해양환경공단의 공간 정보 시스템에 이식해서 본사에서도 로봇을 조정할 수 있게끔 시스템을 확장하는 계획을 2030년까지 진행하려 합니다.

▲향후 로봇 운용에 필요한 설비나 기술이 있다면

드론 관제 시스템과 로봇이 지금보다 더 개발이 이뤄진다면 완전한 무인화 운용이 가능할 것입니다. 다만 로봇이 육상에서 해상으로 옮기는 설비인 스테이션을 마련해야 하는데, 이 기술의 적용이 매우 어렵습니다.

지역마다 조수간만의 차이가 나는데 대부분 항만에서는 앵커링 작업을 못 하게 해서, 조립 해체가 가능하면서도 최대 10m 이상의 조수간만 차를 버틸 수 있도록 설계 단계에서도 연구가 필요하며, 충전을 할 수 있도록 전선을 연결할 수 있게 해야 하므로 많은 시간이 필요합니다. 이 부분은 제작사와 논의하고 있고, 2029년 정도에는 마무리하는 목표를 갖고 있습니다.

출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)