사람·선박 작업 어려운 항구 해양 쓰레기, 로봇으로 해결

[이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 작은 포구, 절벽, 동굴과 같은 지역을 다니면서 바다에 떠다니는 쓰레기를 거둬가는 ‘무인 청소로봇’을 개발했다.

하경남 한국생산기술연구원 박사.(사진=한국생산기술연구원)

해양쓰레기는 플라스틱, 스티로폼 등의 떠다니는 쓰레기이다. 경관을 해치고, 물속에 가라앉아 해양생태계를 교란하나 수거율은 40%에도 못 미친다. 특히 조류나 파도에 실려 항·포구에 유입된 해양쓰레기는 방파제, 부잔교, 계류 중인 선박 사이에 쌓여 사람이나 대형 수거 선박이 접근하기 어렵다.

하경남 한국생산기술연구원 박사팀은 이러한 해양 쓰레기 문제를 해결하기 위해 기획단계에서부터 지역주민, 충청남도로 구성된 실험실(리빙랩)을 운영해 항·포구 환경, 쓰레기 밀집지역, 종류, 수거방법 등에 대한 의견을 듣고 시스템 설계에 반영했다. 그 결과, 파고가 있는 해양 환경에서 초당 1.2m의 속도로 4~6시간 운용할 수 있는 250㎏급의 수거로봇을 만들었다.

특히 쓰레기가 밀집된 좁은 구역에서는 사람이 수거로봇을 원격으로 조종하고, 상대적으로 넓은 구역에서는 로봇이 스스로 GPS 기반의 항법시스템을 활용해 스스로 이동하며 작업을 수행하도록 했다.

연구팀은 원격조종을 위해 1㎞ 이상 떨어진 곳에서도 제어 가능한 원격 제어기술을 개발했고, 조종법이 쉽고 제작비용이 싼 무선 컨트롤러를 적용했다. 로봇운용체계(ROS) 기반 자율주행 알고리즘, GPS, 속도·방향·가속도측정장치(IMU)를 합친 위치 추정 알고리즘, 장애물 충돌 방지 알고리즘 등을 설계했다.

로봇 외형은 가벼우면서도 강한 섬유강화플라스틱을 소재로 사용해 유선형의 쌍동선 형태로 제작했다. 크기는 1톤 트럭에 실릴 수 있는 규모이며, 좁고 복잡한 구역에서 선체가 걸리지 않도록 구성 장비는 모두 내부에 탑재했다.

시제품은 시험평가에서 무게, 속도, 운용시간, 통신거리 등 항목에서 성능을 나타내 서천 홍원항에서 실증시험을 거쳐 충청남도에 이관됐다. 충청남도는 앞으로 섬 지역, 절벽, 동굴과 같은 사각지대의 해양쓰레기 수거 등에 로봇을 활용할 계획이다.

하경남 박사는 “전 세계적으로 문제가 되는 해양쓰레기 문제를 해결하기 위해 자율운항과 멀리서 조종할 수 있는 수거로봇을 개발했다”며 “로봇은 환경에 따라 쓰레기가 밀집된 좁은 구역에서 운영자가 조종하고, 넓은 구역서는 GPS 항법 시스템으로 작업할 수 있다”고 말했다.

해양 부유쓰레기 수거로봇.(사진=한국생산기술연구원)