해양개발, 국산 수중로봇이 맡는다
해외 장비 수입 대체시 100억원 절감
바다는 우리에게 기본적인 어업 자원뿐만 아니라, 다양한 에너지 자원을 제공하기 때문에 인류 생존을 위한 필수불가결의 존재다. 이런 이유로 오늘날의 해양과학은 바다가 가진 잠재력을 끌어올리는 기술개발에 주력하고 있다.
바다나 하천과 같은 수중에서 활동할 수 있는 건설로봇은 바로 이 같은 해양과학 발전의 핵심 도구다. 과거에는 수중에서의 모든 작업을 사람이 직접 수행했지만, 4차 산업혁명 시대가 도래하면서 수중건설로봇이 그 역할을 대신할 것으로 예측되고 있기 때문이다.
수중건설로봇은 해양과학 발전의 핵심 도구다 ⓒ KIOST
이런 상황에서 해양수산부와 한국해양과학기술원이 수년 전부터 추진해 왔던 ‘수중건설로봇 연구개발 사업’의 성과를 최근 공개하여 관심이 모아지고 있다.
수중건설로봇은 해양과학 발전의 핵심
글로벌 시장조사 기관인 ‘Markets and Markets Analysis’의 보고서에 따르면 전 세계 수중건설로봇 시장 규모가 매년 7% 정도 성장하고 있는 것으로 나타났다. 2017년의 17.7억 달러에서 오는 2022년에는 24.9억 달러까지 늘어날 것으로 예측한 것.
실제로 바다에 인접해 있는 대부분의 국가들에서는 해저자원 발굴을 위한 해양플랜트 구축이나 해양에너지 개발을 위해 구조물 건설과 같은 수요가 계속 증가하고 있다. 육지 자원의 고갈에 따라 해양 자원 발굴의 필요성이 제기되면서 해양개발에 대한 관심이 높아지고 있는 것이다.
예를 들어 수심 500m 깊이에서 2500m 깊이까지의 바닷속에는 시설 매설과 해저 지면 고르기 같은 장시간의 수중작업을 수행할 수 있는 로봇에 대한 수요가 전 세계적으로 급증하고 있는 추세다.
우리나라도 이 같은 세계적 추세에 발맞추기 위해 지금으로부터 6년 전인 2013년에 수중건설로봇을 연구개발하는 조직이 설립되었다. 바로 한국해양과학기술원(KIOST)의 산하 조직인 ‘수중건설로봇사업단(UCRC)’이다.
당시 사업단 발족에 참여했던 KIOST의 관계자는 수중건설로봇사업단의 역할에 대해 “목표로 하는 수심에서 해양 구조물을 건설할 수 있는 수중건설로봇을 개발하고 성능을 검증할 수 있는 인프라를 구축하는 데 역점을 두는 조직”이라고 소개했다.
수중건설장비 기술 수준을 끌어올릴 테스트베드인 실증센터 ⓒ KIOST
설립 이후 지금까지 수중건설로봇사업단이 거둔 성과로는 ‘수중로봇복합실증센터’를 구축한 것과 ‘3종의 수중건설로봇’을 개발한 것을 꼽을 수 있다.
지난 2017년 포항에 설치한 수중로봇복합실증센터는 인프라 구축사업의 일환으로 마련됐다. 수중건설로봇의 실증 및 테스트를 위해 설립된 실증센터는 해외장비에 대한 의존도를 낮추고, 선진국 수준으로 수중건설장비 기술 수준을 끌어올리기 위한 취지로 건설되었다.
총 10000㎡의 부지에 조성된 수중로봇복합실증센터에는 대형 수중건설로봇을 진수하고 회수 할 수 있는 30톤급의 크레인과 최대 수심이 10m에 이르는 대형 수조 등이 갖춰져 있다.
이 외에도 최대 3.4노트의 조류를 생성할 수 있는 회류 수조와 수중 위치를 측정할 수 있는 수중계측 장비 등을 통해, 수중건설로봇들의 성능을 시험할 수 있는 다양하고도 전문적인 업무를 수행하고 있다.
설립 이후 지금까지 수중건설로봇사업단이 거둔 성과로는 ‘수중로봇복합실증센터’를 구축한 것과 ‘3종의 수중건설로봇’을 개발한 것을 꼽을 수 있다. ⓒ KIOST
3종 건설로봇은 사업단의 주요 성과
수중로봇복합실증센터와 함께 수중건설로봇사업단의 주요 성과라 할 수 있는 수중건설로봇 개발은 ‘경(輕) 작업용’과 ‘중(重) 작업용’, 그리고 ‘트랙 기반’ 등 총 3종으로 구분되어 개발되었다.
경작업용 로봇은 정밀 수중 환경조사 및 유지보수 등 비교적 수심이 얕은 수역에서 작업이 가능한 로봇이고 중작업용 로봇은 해저 케이블을 매설하거나 자원을 채굴하는 등 상대적으로 수심이 깊은 곳에서 작업해야 하는 로봇을 가리킨다. 또한 트랙기반 로봇은 해저에서 견고한 토사나 연약한 암반 등에 파이프라인을 매설할 때 사용하는 특화된 기능의 로봇이다.
사업단이 경작업용으로 개발한 ‘URI-R’은 3종의 수중건설로봇 중에서도 가장 최근에 탄생한 막내 로봇이다. 수심 500m이내의 바닷속에서 굴착기처럼 용도별로 다양한 공구를 갈아 끼우면서 암반 파쇄 및 지반을 다지는 업무를 수행한다.
반면에 중작업용 로봇인 ‘URI-L’과 트랙 기반 로봇인 ‘URI-T’는 ‘URI-R’보다 훨씬 더 깊은 바닷속인 2500m까지 내려가서 작업할 수 있다. 궤도 바퀴로 해저 바닥에 붙어 이동하는 ‘URI-R’과 달리 이들은 프로펠러를 이용하여 수중에서 수평 또는 수직으로 이동하는 것이 특징이다.
수중건설로봇사업단이 개발한 3종 건설로봇 ⓒ KIOST
다음은 수중건설로봇 개발과 관련하여 지원 업무를 담당한 해양수산부 해양개발과의 이정섭 사무관과 나눈 일문일답이다.
- 해외장비에 대한 의존도를 낮추는 등 수중건설로봇 개발에 따른 경제적 효과에 대해 간략히 설명해 달라
우리 기술로 개발한 수중건설로봇이 향후 본격적으로 현장에 보급되면, 해외장비 수입 대체로 연간 100억 원 이상의 해외장비 임대비용을 절감하게 된다. 또한 2030년 경에는 세계 수중건설로봇 시장에서 점유율 5%를 달성하는 것을 목표로 삼고 있는데, 그럴 경우 연간 1250억 원 이상의 경제적 파급효과가 발생할 것으로 기대된다.
- 향후계획에 대해 밝혀 달라
앞으로 수중건설로봇사업단은 오는 2022년까지 총 360억 원을 투입하여 ‘수중건설로봇 실증 및 확산사업’을 추진할 계획이다. 이를 통해 지속적인 실증시험을 실시하고 성능을 개선함으로써 빠른 시일 내에 해양플랜트, 해상 풍력발전소 등 해양분야 건설현장에 투입하여 상용화시기를 앞당길 계획이다.
김준래 객원기자
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