▲ 팀 카이스트 단체 사진

KAIST 기계공학과와 전기및전자공학부 학생들을 주축으로 구성된 팀이 국제 해양로봇 경진대회인 ‘MBZIRC 마리타임 그랜드 챌린지(MBZIRC Maritime Grand Challenge)’의 최종 결선에 진출했다.

총상금 3백만달러(약 40억원) 규모의 이번 대회는 아랍에미리트 정부가 후원하고 아부다비 과학성 산하기관인 ‘아스파이어(ASPIRE)’가 주관한다. 역대 해양로봇 분야 경진대회 중 가장 큰 규모다.

2021년부터 2024년까지 약 17개월에 걸쳐 치러지며, 출전팀은 실제 해역에서 불법 어로 행위를 단속하는 시나리오를 바탕으로 무인선과 무인기의 자율 협업 기술을 겨루게 된다.

세계 각국의 유수 대학과 기업에 소속된 52개 팀이 예선에 참여했으며, 제안서를 평가하는 1단계 심사를 2021년에 완료해 20개 진출팀을 선발했다.

2022년 3월부터 9개월간 진행된 2단계 심사에서는 시뮬레이션 코드 심사와 구두 발표 심사, 전문 평가단의 방문 실사 평가를 거쳐 최종 결선에 진출할 5개 팀이 선정됐다.

▲KAIST·청주대와 기업체 연합팀(Team KAIST, 한국) ▲북경이공대(Beijing Institute of Technology, 중국)와 칼리파대(Khalifa University, 아랍에미리트) 연합팀 ▲덴마크공대(Technical University of Denmark, 덴마크)와 롤레오 공대(Luleå University of Technology, 스웨덴) 연합팀 ▲자그레브대(크로아티아) ▲바르샤바대(폴란드) 등 총 다섯 개 팀이다.

최종 결선 진출 팀에는 10만달러(약 1억 3천만원)와 실제 바다에서 사용할 6m 길이의 무인선이 제공된다. 또한, 무인선 장착용 로봇팔 구입 비용으로 5만달러(약 6500만원)가 추가 지급될 예정이다.

Team KAIST는 기계공학과 김진환 교수와 윤국진 교수, 전기및전자공학부 심현철 교수 연구실 학생들을 중심으로 구성됐다. 또한, 청주대학교 조성욱 교수, 무인기 전문 벤처기업인 파블로항공과 현대중공업 산하의 자율선박 전문기업인 아비커스가 함께 참여한다.

김진환 교수는 대회 총괄을 맡아 다개체 무인 이동체 시스템 운용 등의 임무계획과 항법·인식·충돌회피·제어 등을 포함하는 무인선 운용, 로봇팔 운용 등의 연구를 진행한다.

윤국진 교수는 무인선과 무인기가 해상에서 객체를 탐지하고 분류하는 알고리즘 개발을 담당하며, 심현철 교수는 조성욱 청주대 항공학부 교수와 함께 무인기의 항법·충돌회피·경로계획·제어 등의 전반적인 운용을 맡는다.

이와 함께 파블로항공이 무인기 운용과 함께 해상용 무인기 개발 및 제작으로 참여하고 아비커스는 무인선 운용·개조 및 무인이동체 시스템을 디자인한다.

2024년 2월 열릴 최종 결선은 아랍에미리트 수도인 아부다비 연안 10평방 킬로미터 해역을 실제로 통제한 상태에서 개최된다. 통제 해역 안을 이동 중인 다수의 선박 중에서 불법 화물을 싣고 도주 중인 선박이 있다는 가상의 상황을 전제로, 참가팀은 불법 어로 선박을 찾아낸 뒤 탈취 화물을 회수해 복귀하는 임무를 수행하게 된다.

무인선과 무인기를 활용해 여러 척의 배 중 탈취 화물을 싣고 도주 중인 배를 구별해내고, 갑판에 놓인 탈취 화물의 특성을 탐지해 가벼운 화물은 무인기로 운송하고 무거운 화물은 무인선에 장착된 로봇팔로 회수하는 과정에서 각 팀의 기술력을 겨루게 된다. 모든 과정에서 위성항법시스템(GNSS)과 사람의 개입 없이 임무를 완수하는 것이 대회의 핵심이다.

도주 선박의 탐지, 탈취 화물 회수, 복귀 등의 임무를 규정에 따라 정확하게 수행하는 팀이 높은 점수를 얻게 되며, 임무를 수행하는 데 걸리는 시간도 평가 요소로 반영된다. 최종 우승팀에는 200만달러(약 26억원)의 상금이 수여된다.

팀 리더를 맡은 도학기 KAIST 기계공학과 박사과정 학생은 “기술적으로 어려운 요소가 많은 대회에서 세계 유수의 팀들과 경쟁해 최종 5위 안에 들었다는 것 자체로도 뿌듯하다”라고 말했다. 이어, “실제 바다 위에 무인선과 무인기를 띄워 복잡한 임무를 수행하는 자율적인 협업 기능을 구현하기까지 많은 난항이 있겠지만, 팀원들과 힘을 모아 노력한다면 최종 결선에서도 좋은 결과를 낼 수 있을 것으로 생각한다”라고 포부를 밝혔다.