바닷속으로 들어간 산업인터넷
연안 자원의 지속 가능한 개발을 위해서는 해저의 상황을 모니터하고 예측할 수 있어야 한다.
산업인터넷의 상업적 혜택이 다양한 산업에서 선명하게 나타나고 있다. 이제는 산업인터넷 기술을 통해 실시간으로 기계를 원격 모니터링하여 안전을 담보하고 고장을 예측할 수 있게 되었다. 하지만 수중 모니터링이나 커뮤니케이션과 관련된 기술적 도전 과제들을 고려해볼 때, 모든 장비의 상호 연결이라는 장밋빛 전망이 바다에서 지속되기 위해서는 어려움이 많아 보인다.
수중 산업인터넷 기술의 실현 모습을 살펴보자. 무인 잠수정은 해저 깊은 곳을 돌아다니며 수중 센서와 커뮤니케이션하고, 이 정보를 다시 수면 위의 네트워크로 전달한다. 로마 사피엔자 대학교 교수인 키아라 페트리올리(Chiara Petrioli)는 유럽 연합(EU)이 지원하는 제7차 프레임워크 프로그램 중 하나인 ‘선라이즈(Sunrise)’의 코디네이터로 이 수중 산업인터넷 시스템을 연구하고 있다.
“현재 우리는 해양 환경에 대해 아는 바가 거의 없습니다. 해양을 이해하는 것은 인류의 밝은 미래를 상상하는 데에 핵심적인 요소입니다.” 키아라 페트리올리 교수는 이렇게 설명한다. “해양은 경제와 아주 밀접하게 연관되어 있습니다. 연안에서 행해지는 산업 활동으로는 석유 및 가스 탐사, 양식, 풍력 에너지 생산 등이 있죠.”
수중 작업에 지장을 주는 요인을 모니터링하는 일은 해양 자원의 지속적인 사용을 보장하고 상업 활동의 안전성과 효율성을 향상시키기 위해 필수적이다.
이미지 저작권: 선라이즈 프로젝트(the Sunrise project)
해저에서 산업인터넷을 구축하기 위해서는 음향 기반또는 무선 광통신을 이용하는 데 따르는 기술적 어려움부터 국경을 넘는 조율 문제에 이르기까지 다양한 도전 과제가 잇따른다. 하지만 일단 해저 인터넷이 구축되면 전세계 주요 연안 도시들을 변화시킬 만한 잠재력이 생겨나는데, 도시민들이 업무와 여가를 위해 해저 산업인터넷 장비를 사용할 수 있는 기회를 만들어 낼 것이다.
페트리올리 교수는 인터뷰에서 해저 산업인터넷 기술의 미래를 이렇게 밝혔다. “미래에는 도시가 수중 센서와 수중 자율주행 차량 같은 시스템을 구상해야 한다고 생각합니다. 이 시스템은 수로와 해양 환경을 모니터링하고, 현재 진행중인 새로운 산업혁명인 사물인터넷(산업인터넷)의 일부분으로서 주요 모니터링 시스템에 연결되어 있어야 하죠. 우리 ‘선라이즈’는 바로 이런 과제를 다루고 있습니다. 수중 산업인터넷 기술을 구축하는 것입니다. 이는 저렴하고 내구성 높은 수중 센서와 자율 무인 잠수정, 신뢰성 높고 안전한 커뮤니케이션 프로토콜, 해저 자산 등을 한데 묶어 업무를 수행하는 전략을 의미합니다.”
GE리포트는 키아라 페트리올리 교수와의 인터뷰를 통해, 수중 산업인터넷 기술에 대해 좀 더 자세히 알아보고자 했다.
수중 사물인터넷이 바다의 힘을 더욱 지속가능하게 활용하는 데 어떤 도움이 될까요?
우리는 점점 더 깊은 해저에서 석유와 가스 자원을 개발하고 있고, 향후 막대한 양의 재생에너지를 생산할 것으로 예상되는 해상 풍력 터빈 역시 중요한 해상 자원입니다. 이런 산업을 안전하고 환경 친화적인 방식으로 운영하는 방안을 포함, 여러 해양 관련 이슈가 등장하고 있습니다.
해양 운영의 모든 상황을 모니터링하는 데 사용되는 여러 시스템들이 이미 존재하지만, 이들은 한계가 있습니다. 예를 들어 원격 조종 기계에는 선박에 연결된 케이블이 필요한데, 이 때문에 비용이 많이 들고 기상 상태가 좋을 때만 사용할 수 있죠.
앞으로의 비전은 케이블 중심의 시스템에서 센서와 자율 무인 잠수정(Autonomous Underwater Vehicles, AUVs)과 같은 서로 다른 유형의 자산 네트워크로 변화하는 것입니다. 이들은 인간의 개입 없이도 정보를 교환하고 협력하며 복잡한 업무를 공동으로 수행해낼 수 있습니다. 덕분에 안정성이 향상되고, 예방적 유지보수를 수행할 수 있게 되며, 그 결과 해양 운영 비용을 줄이게 될 것입니다.
이러한 일을 실현하기 위해 필요한 것은 무엇입니까?
여러 가지 이유로 정보의 공유가 필수적입니다. 해양 환경을 이해하고자 한다면 광대한 해양 지역을 모니터링하고 데이터를 교환해야 하며, 협력을 통한 지역적 이해를 갖추어야 하기 때문입니다.
해저의 산업인터넷은 아직 존재하지 않습니다. 현재 수중 산업인터넷을 구축하는 중이죠. 여기에서 한 가지 어려움은 바로, 서로 대화할 수 없는 구형 컴퓨터를 사용하고 있다는 사실입니다. 향후 몇 년 동안은 이러한 자산들 간의 커뮤니케이션을 가능하게 하는 표준화에 관심을 가져야 합니다. 완전한 상호 운영을 실현해야 한다는 것이죠.
시스템들이 자체적으로 더 잘 커뮤니케이션할 수 있게 되면, 전체적인 항해 안전을 보장하고 인구가 밀집한 해양 환경에서 발생할 수 있는 잠재적 문제들을 해결해야 하기 위해 엄격한 규정과 법이 필요하게 될 것입니다.
현재는 무인 잠수정 시스템 운영을 포함하여 관련 국제적인 법률 체계가 미비한 상태입니다. 해군은 미래의 함대에 무인 수중 시스템을 포함시킬 것을 도전 과제로 명확하게 밝혔습니다. 유럽방위청(European Defense Agency), 국제 무인기 시스템 협회(Association for Unmanned Vehicle Systems International, AUVSI) 같은 기관들도 이런 주제를 연구하고 있습니다.
저는 이러한 문제들이 잘 해결될 것이라는 낙관적 견해를 가지고 있습니다. 해저에서의 활동을 모니터링하는 시스템들을 개발하고자 하는 명백한 니즈가 우리에게 있기 때문이죠. 이 점은 늘 인식되어왔습니다. 규제, 법률, 기준 등의 측면에서 합의가 필요하다는 사실은 이미 전제되었기에, 최근의 동향역시 올바른 방향으로 나아가는 것으로 보입니다.
