산업기술/제조/경영

Nikkei Monozukuri_2018.10. 특집(2) 요약 (p61~67)

특집 2
우주 비즈니스, 일본의 역습
민간 산업분야로 본격화, 정부도 ‘우주산업 비전 2030’으로 지원

우주에 관련된 산업 구조가 커다란 변혁기를 맞이하고 있다. 지금까지 정부 주도의 ‘준(準) 공공사업’의 색채가 강했던 일본의 우주 비즈니스도 점차 민간 산업 분야로서 본격화되기 시작하고 있다. 일본판 GPS, ‘미치비키’를 이용한 고정밀 위성 측위 및 기후 변동 관측위성 ‘시키사이(GCOM-C)’ 등을 통한 위성 리모트 센싱(Remote Sensing) 데이터를 새로운 분야에 응용하는 민간 사업이 최근 활발해지고 있으며, 우주 벤처기업에 대한 대기업의 투자도 늘어나고 있다. 일본 정부도 ‘우주산업 비전 2030’을 내걸고 우주 벤처기업들에 대한 자금∙기술∙인재 면에서의 지원 정책을 발표했다. 뒤처져 있던 일본의 역습이 시작되고 있다.

■ 위성 리모트 센싱 산업을 바꾸는 우주의 눈

인공위성을 IoT 센서의 한 종류로써 이용할 수 있는 환경 정비가 시작되고 있다. 그 배경에는 지구 상의 모든 지역을 관측하는 위성 인프라가 정비되고 있는 상황이 있다.

예를 들어 우주항공연구개발기구(JAXA)가 2017년 12월에 발사한 기후변동 관측위성 ‘시키사이(GCOM-C)’는 근적외선에서 열적외선까지를 가시화하는 다파장 광학 방사계(SGLI)를 탑재해 대기 중의 먼지 및 식생(植生), 해면 온도 등을 관측할 수 있다. 올 4월 2일에는 야마구치(山口) 현의 동해 쪽에서 발생한 적조를 관측했다.

“양식의 최대 적인 적조 리스크를 인공위성으로 저감할 수 있을지도 모른다”라며 수산업에서의 위성 활용을 기대하고 있는 곳은 JAXA 출신의 기술자들이 2016년에 창업한 이색적인 IT벤처기업, 우미트론(Umitron, 본사: 싱가포르, 개발 거점: 도쿄)이다. 올 6월에는 산업혁신기구와 벤처캐피탈의 D4V, 개인 투자자들로부터 3자배정유상증자를 받아 9억 2,000만엔 이상의 거액 자금 조달에 성공해 화제를 모았다.

-- 양식업에서 먹이 주기의 최적화를 목표 --
우미트론은 양식업의 비용 절감과 작업 부담 저감을 지원하는 ‘우미가든(UmiGarden)’을 개발, 2017년 6월부터 제공하고 있다. 우미가든은 바다 위 양식장을 헤엄치는 물고기들을 모니터링해 먼 거리에서의 먹이 주기를 실현한 시스템이다. 양식장 안에 설치된 카메라로 물고기들의 모습을 촬영, 그 영상을 무선 통신을 통해 스마트폰 및 태블릿 등 휴대 단말기로 전송한다.

우미가든에서 우미트론이 목표로 하는 것은 먹이 주기의 최적화. 각 생산자가 가진 노하우와 감, 경험에 의존해오던 방식을 데이터 분석으로 변혁하려는 것이다. 바다 양식 현장에서는 물고기에게 주는 먹이 양이 너무 적으면 생육 상태가 나빠지는 반면, 먹이를 너무 많이 주면 환경 파괴와 사료 비용 증가로 이어진다.

지금까지 바다 양식 현장에서는 양식장 위에 설치된 자동 먹이 주기 기계의 타이머를 생산자가 스스로 현장에서 설정하거나 투사기(投飼機)로 배 위에서 양식장에 먹이를 투입하는 등이 일반적이었다. “바다 양식장의 물고기들은 온도 변화에 민감해 조금이라도 수온이 달라지면 먹이를 먹는 양이 달라진다. 현재는 생산자가 물고기의 모습을 직접 관찰하며 먹이를 조금씩 제공, 먹이 양을 상황에 맞게 판단해 주고 있다”.

이러한 번거로움을 해결하기 위해 우미트론이 목표로 하는 것은 딥러닝(심층학습) 기술이다. 바다 양식장을 촬영한 영상을 통해 물고기들의 헤엄치는 모습을 분석하는데 이용. 영상을 바탕으로 물고기가 먹이를 먹고 있는지를 수치화해 제공하는 먹이 양을 최적화한다. 분석 모델의 정밀도를 높이기 위해 현재 에히메(愛媛) 현 아이난(愛南) 정과의 연구를 계약, 오이타(大分) 현이 채택한 기술 실증 사업 등을 통해 현지 양식 종사자들과 함께 바다 양식장의 데이터 수집 및 분석을 추진하고 있다.

-- 위성 데이터로 소나무 기생충을 가시화 --
“일본은 국토의 약 70%를 삼림이 차지하고 있지만, 산업으로서의 임업의 수준은 국제적으로 볼 때 낮다”. 이렇게 지적하는 사람은 신슈(信州)대학 첨단영역융합연구군 산악과학연구소의 가토(加藤) 교수. 가토 교수는 항공 레이저와 드론, 위성 등을 조합해 삼림을 계측하는 ‘스마트 정밀 임업’에 기반을 둔 산업 구조, ‘나가노(長野)모델’을 제창하는 삼림 리모트 센싱의 일인자이다.

가토 교수가 현재 추진하고 있는 것은 위성 데이터를 활용한 삼림 계측의 정밀화. 구체적으로는 수목의 종류와 소나무 기생충 등으로 인한 나무의 피해 상황을 가시화하고 있다. 그는 JAXA가 2020년에 발사를 목표로 하는 광학위성, ‘ALOS-3’을 전제로 위성의 데이터를 통해 수목의 종류 및 피해 상황을 가시화할 수 있을 지를 검증했다.

가토 교수는 센서의 분해능(Resolution)과 관측 파장역이 ALOS-3에 가까운 미국 디지털글로브의 상업광학위성 ‘World View-2’의 영상 데이터를 이용. 나무의 피해 상황으로 인한 분광(分光)반사 특성의 차이를 통해 위성 영상에 찍힌 나무들을 각각 ‘건강 나무’, ‘피해 나무’로 분류하는데 성공했다. 향후 ALOS-3 운용 시, 데이터 활용 가능성을 높였다.

-- 자율주행을 뒷받침하는 중요한 기술 --
가까운 미래의 자동차 기술로서 빠른 속도로 개발이 추진되고 있는 자율주행. 미치비키의 고정밀 측위는 그 실현에 불가결한 측위 기술의 선택지로서 기대를 모으고 있다.

미쓰비시전기는 미치비키를 활용한 자율주행차 ‘xAUTO’의 실증 실험을 산요(山陽)자동차도의 일부 간간에서 시행하고 있다. GPS를 보강해 정밀도를 향상시켜주는 미치비키의 센티미터 급 측위 보강 서비스(CLAS, Centimeter Level Agmentation Service)를 측위에 이용한다. 전방감시 카메라와 주변감시 카메라, 밀리미터파 레이더, 소나(Sound navigation and ranging, SONAR) 등 인지∙판단∙조작에 관련된 센서를 이용한 자율형 자율주행과 위성 시스템을 비롯한 인프라형 자율주행을 병용하고 있다.

CLAS는 인프라형 자율주행에 이용된다. “자신의 차량 위치는 물론 주행 중의 차선 및 차선 위에서 좌우 중 어느 쪽으로 치우쳤는지도 파악할 수 있다”(미쓰비시전기 자동차기기개발센터 부센터장 겸 ADAS기술부장 아카쓰(赤津)). CLAS는 GPS의 보강 정보가 위성으로부터 전송되어 오기 때문에 지상의 네트워크 설비가 필요 없다.

-- 홋카이도에서 제설차에 시범 운행 도입 --
NEXCO 동일본은 올 1월 31일에 홋카이도에서 미치비키를 활용한 제설차 운전지원시스템의 시범 운행 도입을 시작했다. 최초로 도입한 것은 갓길의 눈을 치우거나 트럭에 쌓을 수 있도록 하는 ‘로터리 제설차’로, 도입 구간은 도오(道央)자동차도의 이와미자와(岩見沢)IC~비바이(美唄)IC 간의 거리 21km이다.

로터리 제설차를 이용한 작업은 눈에 덮여있는 도로에서 진행된다. 이 때에는 주행 중의 가드레일 위치를 알 수 없어 도로 구조물에 부딪히는 위험성이 있다. 지금까지는 숙련된 작업자의 경험에 의존해왔지만 고령화로 베테랑 작업자가 줄어들고 있는 실정이다.

이번 시스템은 미치비키로부터의 신호와 고밀도 지도의 정보를 조합해 제설차의 운전석 모니터에 정확한 위치를 표시, 오퍼레이터의 운전을 지원한다. 또한 제설차 위치 확인과 시야 불량 시 안전 확인, 작업 위치에 대한 연락 등 오퍼레이터를 보조하는 조수의 작업 경감으로 이어질 수 있도록 한다.

올 2월에는 로터리제설차의 공개 실험을 실시했다. NEXCO동일본 홋카이도지사에 따르면 공개 실험에서 오차는 십 수 cm 이내였다고 한다. 로터리제설차가 갓길에서 작업 시 흰색 선의 폭은 20cm이기 때문에 작업 중에 주행 차선을 이탈하지 않고 안전을 확보할 수 있는 범위였다고 한다. 앞으로 시범 운행 도입 상황과 수신기 및 3D지도 보급 상황 등을 종합적으로 판단해 평가한 뒤 검토해나갈 계획이다.

-- 아보카도와 바나나의 육성 상황을 정확하게 --
히타치제작소는 총무성에서 위탁 받아 호주에서 미치비키의 고정밀 측위와 드론을 조합한 실증 실험을 시행했다.

2016년에는 온도를 재기 위한 적외선 카메라, 식물의 건강 상태 등을 관찰하는 멀티스팩트럼(Multispectrum) 카메라 등의 기기가 탑재된 드론을 아보카도 농장 위를 비행시켜 농장의 지도를 작성, 육성 상황을 관리했다.

이듬해 2017년에는 바나나 농장에서 동일한 기기들을 탑재한 다른 종류의 드론을 이용해 잡초의 검지 및 태블릿을 통한 확인 등, 영농에서의 효과를 검증했다. 이 실험에서는 수평 5.5cm, 수직 4.5cm의 높은 정밀도의 측위를 실현했다.

■ 정부가 활성화를 지원, 민간 자금을 우주로

우주산업은 지금은 민간이 참여하는 비즈니스 영역의 프런티어가 되었다---. 2018년 3월 20일에 내각부가 개최한 ‘우주 심포지엄’에 등단한 아베 총리는 이와 같이 말해 국내의 우주 산업을 육성하는 새로운 정책인 ‘우주 벤처 육성을 위한 새로운 지원 패키지’를 발표했다.

혁신적인 우주 비즈니스 아이디어의 사업화를 지원하는 아이디어 콘테스트 ‘S-Booster’ 및 우주 벤처와 투자가를 연결하는 ‘우주 비즈니스 투자 매칭 플랫폼(S-Maching)’ 등의 활동을 통해 타업종의 참여 및 새로운 비즈니스 창출을 촉진. “향후 5년간 민관이 함께 1,000억엔 규모의 리스크 머니를 우주 비즈니스에 투입한다”(아베 총리)라고 밝혔다.

-- 대기업이 우주 벤처에 잇따라 투자 --
우주 벤처에 기대를 하고 있는 것은 정부뿐만이 아니다. 예를 들어 달 탐사 미션을 계획하고 있는 ispace(도쿄)는 2017년 12월에 시리즈 A로서 당시 국내 사상최대의 총액인 101.5억엔의 자금 조달에 성공했다. 출자자의 명단에는 산업 혁신기구 등의 정부 계(系) 펀드를 비롯해, 일본항공 및 스즈키, 돗판인쇄, 유니카 미놀타와 같은 대형 민간기업의 이름이 올려져 있다.

이번 새로운 정책 패키지의 핵심 중 하나인 S-Maching은 우주 비즈니스를 목표로 하는 기업가와 민간 투자가를 연결시키는 서비스이다. 우주 비즈니스로의 민간 투자를 가속화시켜 자금을 끌어들일 목적이다. 특히 ‘타 분야에 비해 어렵다’(경제산업성 제조산업국 우주산업실 실장)라는 초기 개발단계에서의 자금 조달을 활성화시켜 ‘차기’ 우주 비즈니스를 창출하기 위한 토대를 만들 방침이다.

 -- 끝 --