부산 지역 대학과 기업이 손잡고 북극항로를 개척할 AI 기반 차세대 스마트 선박을 위한 핵심기술 개발에 나선다.

국립부경대학교 김동현 교수(기계조선공조공학전공) 연구팀은 부산광역시와 중소벤처기업부가 공동 지원하는 ‘지역혁신선도기업육성(R&D) 사업’에 2개 과제가 동시에 선정돼 36억 원 규모의 연구개발사업을 수행한다.

북극항로는 기존 수에즈 운하 항로 대비 운항거리를 크게 단축할 수 있어 미래 글로벌 물류 시장의 핵심 항로로 주목받고 있다. 그러나 영하 40도 이하의 극저온 환경과 부유빙(해빙이 부서져 떠다니는 얼음 조각) 충돌, 통신 제약 등으로 인해 기존 선박 기술만으로는 안전한 운항에 한계가 있어 새로운 기술 개발이 요구된다.

김동현 교수 연구팀은 북극항로 환경에 대응하기 위해 각 18억 원의 사업비를 지원받아 이달부터 약 2년간 AI 기반 예지정비(결함 발생 시점을 예측해 고장 전에 선제적으로 조치하는 정비) 기술과 차세대 항법·위치결정 기술 개발에 착수한다.

첫 번째 과제는 ‘극지 운항 선박의 안전성 확보를 위한 온디바이스 AI 기반 선체·축계 예지정비 및 능동제어 플랫폼 개발 및 실증’으로, 연구팀은 위성통신이 제한되는 극지 환경에서도 선박 내부에서 직접 데이터를 분석하는 온디바이스 AI 기술을 활용해 추진축계와 선체 상태를 실시간으로 진단하고, 이상 발생 시 선박 스스로 대응할 수 있는 자율 안전관리 기술을 개발할 예정이다.

두 번째 과제는 ‘극지용 지능형 자이로 기반 다중센서 융합 항법·위치결정 안정화 모듈 개발’로, GNSS(위성항법시스템), 자이로, 레이더 등 다양한 항법센서 정보를 인공지능 기반으로 융합 분석해 극지 환경에서도 안정적인 위치결정과 항해를 할 수 있는 차세대 항법 시스템을 개발하는 것이 목표다.

특히 이번 연구과제에서는 실험실 수준의 기술 개발에 그치지 않고 실제 운항 선박을 활용한 실증 연구가 함께 추진된다. 연구팀은 LNG운반선, 벌크선, 자동차운반선 등 다양한 선종을 대상으로 추진기관 RPM 및 토크, 추진축 베어링 진동, 실린더 연소압력, 윤활유 및 냉각수 상태, 선체 응력 및 변형률, 풍속·풍향·파고 등 운항 데이터를 수집·분석할 예정이다. 또한 북극항로 인접 해역에서 확보되는 실선 운항 데이터를 활용해 개발 기술의 정확도와 신뢰성을 검증할 계획이다.

이를 위해 김동현 교수를 비롯해 이준호 교수(탐사선 나라호 선장), 석우찬 교수(조선해양시스템공학전공), 이지환 교수(기술·데이터공학전공), 이동헌 교수(해양학전공) 등 연구진과 함께 ㈜랩오투원, ㈜케이디에스, ㈜씨넷, ㈜파이버프로 등 해양데이터, 선박통신장비 등 분야의 지역 전문기업들이 참여한다. (재)한국조선해양기자재연구원은 개발 기술과 시스템에 대한 성능 분석과 평가, 공인인증 확보에 나선다.

김동현 교수는 “북극항로 개척은 단순한 항로 변화가 아니라 글로벌 물류체계의 패러다임을 바꾸는 중요한 전환점”이라며 “부산이 미래 북극항로 시대의 핵심 거점으로 도약하기 위해서는 극지 환경에서도 안전하고 효율적으로 운항할 수 있는 핵심기술 확보가 필수적”이라고 말했다.

이어 “이번 연구를 통해 극지운항 선박의 안전성과 운항 효율성을 높일 수 있는 AI 기반 스마트 선박 핵심기술을 확보하고, 실제 선박 실증을 통해 기술 상용화를 앞당길 계획”이라며 “국립부경대학교가 보유한 해양·조선 분야 전문성과 AI 기술 역량을 바탕으로 부산이 북극항로 시대를 선도하는 글로벌 해양물류 중심도시로 성장하는 데 기여하겠다”고 밝혔다.