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일본 도쿄대, 자율수중로봇(AUV) 기지국으로 무인항공기 활용전문 저널 '리모트 센싱'에 논문 게재
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승인 2021.11.01  15:57:07
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▲일본 도쿄대 연구진이 UAV를 AUV 기지국으로 활용하는 기술을 개발했다.(사진=도쿄대)

일본 도쿄대 생산기술연구소 연구진이 무인항공기(UAV)를 자율수중로봇(AUV)의 통신용 기지국으로 활용하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

해양과학자들은 해양 탐사나 해저 모니터링 등 작업을 수행하기 위해 자율수중로봇을 바다 속에 집어넣는다. 자율수중로봇은 수집한 실시간 데이터를 지상으로 전송하거나 절대적인 위치 정보 등을 수집하기 위해 해수면에 설치된 기지국과 실시간으로 통신을 한다. 자율수중로봇에 달려 있는 센서가 기지국과 통신을 통해 데이터를 전송한다. 자율수중로봇과 해수면 기지국은 AUV 운영에 꼭 필요한 파트너라고 할 수 있다.

하지만 해수면 기지국은 이동성이 낮고, 해상 교란으로 표류하기 쉽다. 도쿄대 연구진은 이러한 수중 통신을 최적화하기 위해 무인항공기(UAV)를 활용하는 방법을 찾고, 전문저널인 ‘리모트 센싱’에 연구 논문을 게재했다. 연구진은 이 논문에서 무인항공기(UAV)가 해양조사를 위한 자율수중로봇(AUV)과의 통신기지국으로의 가능성을 보여주었다고 밝혔다.

논문 수석 저자인 요코타 유스케는 "해수면 장치(sea-surface vehicles)는 고속 관측을 효율적으로 수행할 수 없다. 이 때문에 무인항공기가 AUV와 수중 통신을 위한 기지국으로 사용될 수 있는지 검토했다"며 "UAV는 시속 50km 이상으로 이동할 수 있고, 해류나 다른 ‘섭동(perturbation)’의 영향을 받지 않기 때문에 이상적이다"라고 말했다.

연구진은 먼저 무인항공기가 해수면에 착륙하고 기지로 돌아가기 위해 이륙할 수 있는지 관찰했다. 이어 무인항공기의 호버링과 수중 장치간의 거리 안정성을 알아내기 위해 2대의 UAV를 활용해 수중 통신을 연구했다. 마지막으로 부표로 사용되는 무인항공기의 해수면 흔들림을 조사했다. 연구팀은 시험 결과 흥미로운 결과를 얻었다며 "UAV는 해양 관측 작업에 소요되는 비용을 줄일 수 있다"고 했다. UAV는 5~10m/s의 풍속과 1m의 파고에서 측정 부표로 기능했다.

요코타는 "우리의 연구 결과는 무인항공기가 강력한 공중 항법장치, 해수면 요동에 대한 안정성, 작동 속도 측면에서 해안에서 약 1km 떨어진 해양 탐사에서 AUV와 적절한 통신 플랫폼이 될 수 있다"고 말했다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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