WEF, 바다 해양오염 보호를 위한 로봇 공학 기술 소개

○ 바다는 지구에 산소를 공급하는 ‘지구의 허파’이자 지구상에서 가장 규모가 큰 ‘탄소 저장고’ 임. 그러나 근래 환경오염이 심화되면서 점점 그 기능을 상실하고 있음
 

수중드론 - Hydrus

- UN에 따르면, 바다는 대기 중에 배출된 CO2의 25%를 흡수하고, 산소의 50% 이상을 생산하며, 기후변화로 발생하는 열에너지의 90%를 흡수해 지구온난화를 지연함
 
- 그러나 최근 환경오염이 심해지며 바다의 CO2 농도가 상승하는 등의 변화가 나타나면서 바다가 본디 기능을 잃고 있음
 
- 바다를 되살리기 위해서는 오염을 줄이고 바다의 기능을 복원해야 함. 이때, 로봇 공학 기술이 효과적인 수단이 될 수 있음
 
• WEF 소속의 Friends of Ocean Action은 “바다를 되살리기에 아직 늦지 않았다”며, “인간은 바다를 회복시킬 지식과 기술을 갖고 있으며, 바다는 재생 능력이 있다”라고 언급
 
○ 이에, WEF는 해양생태계를 보호하고 되살리기 위한 로봇 공학 기술 6가지를 소개
 

1. 독일 Planblue의 해저 매핑

 
- 해저의 정사영상*을 촬영해 해저 지도를 구축하고, AI∙머신러닝 기반 자동 분석으로 신속하게 해저의 특징을 식별하는 기술
 
* 정사영상(Orthophoto): 항공사진 또는 인공위성 영상 정보 등에서 지형에 의한 기하학적 왜곡을 수정, 물체를 수직으로 내려다본 모습으로 보정한 사진
 
- 빛을 200여 개 파장으로 쪼개는 초분광 영상 기술을 적용하여 고해상도 이미지를 제공하고 정확한 데이터를 추출
 
- 동 기술을 통해 해저 생물이나 해초의 상태를 확인하고, 해초 내 탄소 저장량 등도 추정 가능
 

2. 캐나다 Whale Seeker의 포유류 감지 기술

 
- 항공사진, 위성사진, 적외선사진을 AI로 분석해 고래 위치와 개체 수를 모니터링하는 기술
 
- 또한, 운항 중인 선박에 전방 카메라를 설치해 실시간으로 고래를 탐지, 선박이 고래와 충돌하는 것을 방지
 
• 세계고래연맹(World Cetacean Alliance)에 따르면, 선박 충돌로 죽거나 다치는 고래는 매년 최대 3만 마리에 이름
 
- 동 기술을 이용해 수개월이 소요되던 고래 개체군 탐지 작업 시간을 혁신적으로 단축 가능
 
* 동영상. Whale Seeker 소개 영상

 

3. 국제 해양생물 이니셔티브 Ocean Census*의 해양 생물종 데이터 시스템

 
* Ocean Census: 해양생물을 보호하고 지속적으로 관리하는 시스템을 구축하기 위해 설립된 국제 이니셔티브로, 80개국 이상에서 참여하고 있음
 
- 10년 안에 10만 종의 해저 생물종을 식별한다는 목표를 수립(’ 23.4월), 글로벌 네트워크를 기반으로 통합 해양생물 데이터 시스템을 구축하는 프로젝트
 
• 동 재단의 연구 결과에 따르면, 해저에는 220만 종이 살고 있는 것으로 추정되나 현재 식별된 종은 24만 종에 불과함
 
- 해양생물의 DNA 데이터를 해저에서 수집, 실험실에서 이미지화∙디지털화하여 생물종을 분류하고 박물관에 보관하거나 각지 데이터 센터에 배포하는 방식
 
- 동 시스템을 통해 새로운 멸종 위기종을 식별하고 대응책을 수립하여 사전에 보호할 수 있음
 

4. 이탈리아 WSense의 수중 네트워크

 
- 해저 무선 네트워킹 특허 기술을 바탕으로 수중 원격 센서로 데이터를 수집하는 IoUT(Internet of Underwater Things) 플랫폼 기술
 
- 얕은 바다 탐지용 W-Node, 깊은 바다 탐지용 W-Node Enhanced, 무선 네트워크 프로토콜 W-Mesh, 해저와 육지를 연결하는 네트워크 W-Gateway, 수집 데이터를 저장·관리하는 W-Cloud 등으로 구성
 
- 실시간으로 해저 데이터를 수집 및 분석해 해양생물종을 모니터링할 뿐만 아니라 양식업, 에너지, 물류, 보안 및 방위 등 광범위한 분야에서 활용 가능
 
* 사진. 해저와 육지를 연결하는 IoUT의 작동 방식

5. 미국 MBARI 연구팀의 장거리 자율 운항 잠수정(LRAUV)

 
- 해저에서 장거리 자율 운항 잠수정(LRAUV)을 운용, 실시간으로 환경 DNA(eDNA)를 확보하는 기술
 
- 동 잠수정은 ESP(Environmental Sample Processor) 기술을 탑재하여 심해에서 eDNA를 수집하고 즉시 분석하는 프로세스를 수행
 
- 전통적인 방식보다 신속하게 해양생태계 데이터를 수집하고 모니터링할 수 있음
 
* 사진. MBARI 연구팀의 자율 운항 잠수정(LRAUV)의 모습

 

6. 호주 Advanced Navigation의 수중 드론 Hydrus

 
- 해저 3,000미터까지 잠수할 수 있는 수중 드론으로 심해 해양생물종을 식별하고 산호초 생태계를 모니터링하는 기술
 
- 동 수중 드론은 LED와 고해상도 카메라로 해저의 모습을 이미지로 저장하고, AI 기술을 바탕으로 해저 생태계를 분석
 
* 동영상. Hydrus 소개 영상

 
 
 

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