5월 29일에 소개한 [IT핫픽 - AI가 운전하는 '자율주행', 우리는 준비됐을까?]편에서 무인 자율주행기술이 하늘과 땅, 바다에서 널리 쓰이고 있다고 공부했어요.
하늘(공중)에서는 드론·도심항공교통(UAM)·무인 항공기(UAV)의 모습으로, 땅(육상)에서는 자율주행 자동차의 모습으로 만날 수 있죠.
그렇다면 바다(해상)에서 자율주행은 어떤 모습으로 실현될까요? 바다 위의 자율주행 기술도 이제는 공상과학이 아니라 현실로 다가왔어요. 해상에서의 자율주행은 아직 낯 설긴 하지만 상업적 또는 군사적 목적으로 차근차근 준비되고 있답니다.
해상 자율주행 기술은 다양한 분야에서 빠르게 활용되고 있으며, 특히 자율운항선박을 중심으로 발전하고 있어요.
해상 자율주행기술 수준과 발전 단계
현재 우리나라는 레벨 2~3 수준의 기술을 개발해 성능 시험 중이며, 2030년까지 레벨 4 완전 자율운항선박 개발을 목표로 하고 있어요. 이 기술이 상용화되면 바다 위의 물류, 안전, 환경 관리 방식이 완전히 바뀔 거예요.
다른나라는 어떻게 준비하고 있을까
해외에서도 해상 무인 자율주행 기술은 빠르게 발전 중이예요. 노르웨이, 일본, 중국, 유럽 등이 선도적인 역할을 하고 있어요.
◇ 노르웨이 - 세계 최초의 무인 화물선
YARA Birkeland : 세계 최초의 완전 무인 자율운항 화물선으로, 전기 추진 방식과 배출가스 제로(Zero Emission) 기술을 갖췄어요. 연간 4만회 트레일러 운송을 대체하며, 운영비 90% 절감이 가능하죠. 항로는 짧지만, 지속적인 실증 운항을 통해 기술 안정성을 확보 중이예요.
◇ 일본 - 무인 페리 운항 성공
Soleil호 : 2022년, 인간 항해사 없이 240킬로미터(㎞) 항로를 무인으로 운항하며, 세계 최초의 완전 무인 페리로 기록됐어요. 일본은 고령화로 인한 해기사 부족 문제 해결을 위해 자율운항 기술에 적극 투자 중이죠.
◇ 중국 - 자율운항 기술 특허 강국
근두운 0호 : 홍콩-마카오 구간에서 자율운항 시범에 성공했어요. 자율운항 관련 특허의 96% 이상이 중국 대학 및 기업에서 등록했죠. 2025년까지 시장 주도권 확보를 목표로 기술 개발에 박차를 가하고 있어요.
◇ 유럽 - 스마트 항만과 연계된 생태계 구축
Vessel Train 프로젝트: 네덜란드와 유럽국가(EU)가 협력해 자율선박 간 교신 생태계 구축 중이예요. 자율운항선박이 스마트 항만 시스템과 연동되어 효율적인 물류 처리가 가능하도록 개발 중이죠.
해상 자율주행기술의 기대효과는
- 환경보호 및 비용절감 : 인공지능(AI) 기반의 항로 최적화로 연료 사용을 줄이고, 배기가스 배출도 감소시킬 수 있어요. 주동력으로 전기 에너지를 사용해 탄소배출 제로(0) 기술도 현실화할 계획이예요.
- 해상교통 안전향상 : 유인선과 무인선이 함께 운항할 수 있도록 협력항해 기술이 개발되고 있어요. 예를 들어, 선박 간 항행 의도를 교환하고 충돌을 회피하는 기술이 포함돼요.
- 해운 인력부족 해결 : 자율운항선박은 선원 없이도 운항이 가능해, 해기사 인력 부족 문제를 완화할 수 있어요.
- 정찰 및 감시 임무 : 해양 환경 조사, 불법 어업 감시, 양식장 도난 방지 등에서 무인선이 활약 중이죠.
우리나라는 해상 자율주행기술을 어떻게 준비하나
한국은 해상 자율주행 기술 분야에서 빠른 추격자(Fast Follower) 전략을 펼치며, 정부와 민간이 함께 기술 개발과 성능 실험에 박차를 가하고 있어요.
우선 우리나라 정부는 KASS(Korea Autonomous Surface Ship Project)라는 이름으로 정부가 주도하는 자율운항선박 기술개발 사업을 진행하고 있어요. 해양 산업의 미래를 선도하기 위한 대규모 국가 연구 사업이죠.
선박해양플랜트연구소(KRISO), 한국선급(KR), 산업통상자원부, 해양수산부 등이 주관기관을 맡아 2020년부터 약 6년간 약 1600억원의 사업비를 투입해요.
해양누리호라는 이름의 시험선을 활용해 여러 해역에서 레벨 3(선내 인원 없이 자율 판단 및 원격 제어 운항 가능) 수준의 자율운항 기술을 시험하고 있어요. 이 기술을 사업적으로도 활용할 수 있도록 상용 컨테이너선에서도 실증 시험 진행하고 있어요.
정부는 자율운항선박 기술의 상용화 및 국제 경쟁력을 확보한 후 친환경·스마트 해운 산업으로의 발전시킬 계획이죠. 2029년부터는 한-호주 녹색해운항로 운항을 시작한다는 희소식도 있네요.
민간 기업 가운데에는 삼성중공업, HD현대 아비커스, 한화오션 등이 독자적인 시스템과 솔루션을 개발해 성능실험을 진행 중이죠.
해상 자율주행에는 어떤 기술이 쓰일까
- 지능항해시스템(NEMO) : AI가 최적 항로를 판단하고 충돌 회피.
- 상황인식시스템(i-SAS) : 레이더, 라이다, 카메라 등으로 주변 환경을 실시간 인식.
- 기관자동화시스템 : 엔진, 펌프 등 주요 장비의 상태를 모니터링하고 고장 예측.
- 디지털브릿지 : 선박 내 데이터 처리 및 판단 중심 시스템.
- 통신 및 사이버보안 : LTE, 위성통신, VDES 기반의 해상 통신망과 AI 기반 보안 시스템 구축. 해킹 방지 기술 구축.
우리나라는 이런 첨단 기술을 활용해 2032년 이후 완전 자율운항선박을 상용화하는 걸 목표로 삼고 있어요. 덕분에 K-자율운항선박이 세계 시장을 선도할 수 있다는 기대감도 커지고 있어요. 또한 새롭게 개척하는 분야이기 때문에 국제해사기구(IMO)를 중심으로 자율운항 관련 규정을 마련하는 데에도 적극 노력하고 있어요.
이처럼 한국은 기술 실증, 제도 정비, 산업 생태계 구축을 동시에 추진하며 글로벌 경쟁력을 확보하려 하죠.
해상 자율주행 기술을 군사적으로 어떻게 쓰일까
해상 자율주행 기술은 군사 분야에서 정찰, 감시, 기뢰 제거, 전투 지원 등 다양한 임무에 활용되고 있어요. 특히 무인 수상함(USV)과 무인 잠수정(UUV)이 핵심 역할을 맡고 있죠.
좀 더 자세히 설명하면 △위험한 해역에서 인간 병력 대신 기뢰를 탐지하고 제거하는 '기뢰 탐지 및 제거' △적 함정이나 잠수함의 움직임을 실시간으로 추적하는 '해양 정찰 및 감시' △일부 USV는 기관포, 미사일 등을 탑재해 직접 교전도 가능한 '무장 및 전투 지원' △드론이나 자율 함정을 통해 해상에서 물자 전달 및 구조 임무를 수행하는 '군수품 수송 및 인명 구조' 등의 역할을 담당해요.
우리나라는 '네이비 씨 고스트(Navy Sea GHOST)'란 이름으로 해상 복합전투체계를 구축하고 있어요.
네이비 씨 고스트 프로젝트란?
'네이비 씨 고스트(Navy Sea GHOST)' 프로젝트는 대한민국 해군이 추진 중인 AI 기반 해양 유·무인 복합전투체계 구축 사업이에요. 이름부터 인상적이죠. 'Ghost'는 바다의 무인전력을 상징하면서도, 유인과 무인 시스템이 조화롭게 작동하는 해양의 수호자를 의미해요.
이 프로젝트는 2028년까지 마지막 단계인 3단계 달성을 목표로 완전자율·반자율 결합형 복합전투체계를 구축하는 거죠. 유인전력지휘통제함에서 발진한 무인수상정(USV), 무인잠수정(UUV), 무인항공기(UAV) 등이 함께 힘을 합쳐 정찰, 타격, 기회 제거 등의 복합임무 작전을 수행하도록 개발되고 있어요.
여기에는 AI, 빅데이터, 자율항법, 초연결 통신망 등의 첨단 기술이 모두 투입돼요. 단순한 기술 개발을 넘어, 대한민국 해군의 작전 패러다임을 근본적으로 바꾸려는 의미있는 시도인거죠.
◇ AI 기반 지휘결심지원체계 도입
- 빅데이터 학습과 AI 판단을 통해 전장 상황을 실시간 분석하고, 인간의 개입 없이 작전 수행 가능.
- 산·학·연 협력 고도화로 AI 알고리즘의 정밀도와 신뢰성 향상.
◇ 초연결 통신망과 위성 연동
- 저궤도 상용위성과 연동해 작전 반경 확대 및 실시간 통신 안정성 확보.
- 군집 무인체계 간의 자율 교신 및 협력 작전 구현 가능.
◇ 방산 수출 경쟁력 강화
- LIG넥스원 등 국내 기업이 무인수상정 개발을 주도하며, K-방산의 대표 무기체계로 자리매김할 전망.
- 무장 및 탐지체계의 모듈화·다변화를 통해 다양한 작전 환경에 대응 가능.
◇ 국제 협력 및 윤리적 이슈 해결
- 국제 해양작전 연합훈련 참여를 통해 기술 실증 및 전력 운용 능력 강화.
- 자율살상무기(LAWS) 관련 국제규범 준수 노력
이 프로젝트는 단순한 무인기 개발이 아니라, AI 시대의 해양 강군을 위한 전략적 청사진이에요. 해군은 이를 통해 국방혁신 4.0을 실현하고, 미래 해양작전에서 게임체인저가 되려고 하죠.
여기에는 '무인기뢰처리기(MDV-Ⅱ)' '수중자율기뢰탐색체' '함탑재 무인항공기(S-100)' '자폭 드론 편대' '무인전력지휘통제함(군집 무인전력 통제 및 임무 지시)' '정찰용 무인수상정(LIG넥스원이 개발 중이며, 2027년까지 실전 배치 예정)' 등이 동시에 개발되고 있어요.
우리 해군은 지난 2023년 'MADEX 해양방위산업전'에서 첨단 해양방산 장비로 이뤄진 실제 상륙작전을 공개했고, 이들 기술을 어떻게 활용해 우리나라가 해상 강국이 될 수 있는지를 대전 카이스트에서 '2023 네이비 씨 고스트 발전 콘퍼런스'를 열어 기술수준과 국방 개념 등을 소개하며 미래 해상 자율주행기술의 개발노력과 발전계획을 밝히기도 했어요.
※ 이 기사의 교육용 PDF 파일 내려받으려면 주니어전자 홈페이지(jr.etnews.com)에 들어오셔서 해당 기사를 찾아 아래 링크를 클릭하세요.
무인함정 시대 여는 '네이비 씨 고스트 프로젝트'
최정훈 기자 jhchoi@etnews.com