일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2023.5.12

방위 테크
육·해·공의 자율 무인기로 대규모 감시
미쓰비시중공업의 새로운 시스템, 극적인 성인화(省人化) 효과

미쓰비시중공업(三菱重工業)과 석유나 천연가스를 개발∙생산하는 INPEX 등 4개 사는 2022년 12월 22일, INPEX가 소유하고 있는 니이가타(新潟) 현 가시와자키(柏崎) 시의 가스 파이프라인 연선(沿線) 부근에서 미쓰비시중공업의 ‘코스타이탄(CoasTitan)’을 통한 드론을 이용한 감시 업무의 실증시험을 실시했다고 발표했다.

코스타이탄은 복수의 자율 무인기를 이용한 네트워크형 감시 시스템이다. 이 실증실험으로 자율 무인기를 이용한 파이프라인 순찰 가능성을 확인할 수 있었다고 한다.

INPEX는 국내 천연가스 사업에 있어 총 1,500km 이상의 수송 파이프라인을 보유하고 있으며, 자회사인 INPEX파이프라인이 그 유지관리를 담당하고 있다. 파이프라인 대부분이 공공도로 아래에 매설되어 있기 때문에 INPEX에 확인하지 않고 도로 개착 공사(미조회 공사)를 실시할 경우, 파이프라인의 손상이나 가스 누출에 의한 사고로 이어질 우려가 있다.

INPEX는 자사의 모든 파이프라인에 대한 차량 순찰을 실시하고 있지만, 드론을 활용해 순찰 빈도를 늘리고, 동시에 순찰 담당자의 업무 부하 및 교통 사고 리스크 저감을 목표로 하고 있다.

실증실험에서는 국산 싱글로터형 드론(가솔린 엔진으로 최대 100km 비행 가능)을 파이프라인 연선 상공에 날렸다. LTE 통신을 경유해 상공으로부터의 촬영 영상과 공사 상황의 판별 결과, 더 나아가 장거리 비행 제어 상태 등을 지상 시스템에 무선 전송했다.

구체적으로는, 파이프라인 경로 부근에 도로 개착 공사의 모의 현장을 마련하고, 드론에 탑재된 엣지 컴퓨터에 구현한 AI(인공지능)로 삼각콘이나 굴삭기 등 도로 공사의 특징적인 물체를 자동 판별해 그 결과를 전송했다.

4개사는 향후, 한층 더 먼 거리의 자율 비행과 AI 모델의 물체 판별 정밀도 향상 등을 추진. 자율 무인기에 의한 자동 파이프라인 순찰의 조기 구현을 목표로 하고, 동시에 재해 시 파이프라인 주변이나 인근 지자체의 요망에 따른 상황 확인 등을 검토하고 있다.

-- 극적인 성인화 효과 --
저출산 및 고령화가 급속히 진행되고 있는 일본에서는 이러한 중요 인프라 점검을 자동화·성인화하는 시스템의 실용화가 시급한 과제로 떠오르고 있다. 기술 측면에서는 엣지 AI가 탑재된 자율 무인기와 함께 무인기를 통합 제어하는 네트워크형 감시 시스템이 중요한 요소가 된다.

미쓰비시중공업의 코스타이탄은 주로 해안이나 해상 감시, 중요 인프라 경비 등, 안보 용도로 개발된 시스템이다. 각종 센서가 탑재된 자율 무인기를 네트워크화하고 정보를 일원 관리함으로써 소수의 오퍼레이터에 의한 대상물 점검 및 감시(영상 촬영) 등이 가능하다.

“코스타이탄은 육·해·공 모든 영역의 무인기(공중/수상/수중/육상) 및 센서를 접속해 일원 관리할 수 있다는 것이 특징이다”(미쓰비시중공업 방위·우주세그먼트 선진시스템사업추진부의 미조카미(溝上) 주간부원)라고 한다. 테러리스트의 침입이나 밀수, 불법입국 등의 위협을 육·해·공 감시로 저지할 수 있다.

코스타이탄은 다양한 타입의 무인기를 통합 제어함으로써 지금까지 인력이 필요했던 부분을 무인기로 대체할 수 있다. 예를 들면, 육상의 지휘소에서는 최소 인원의 담당자들이 무인기에 미션을 주거나, 무인기로부터 전송된 영상을 모니터링. 무인기는 AI를 활용해 자율적으로 미션을 달성하는 것이 가능하다.

구체적으로는, 지휘소의 모니터링 담당자가 시스템의 터치 패널 화면을 통해 각종 무인기에 감시 업무 실행을 명령하면, 시스템이 AI나 각종의 알고리즘을 활용해 복수의 무인 드론을 자율적으로 제어한다. 예를 들어, 한 드론의 배터리가 소진될 것 같을 때에는 충전 스테이션이 있는 곳으로 자율적으로 귀환하고, 대신에 다른 무인 드론이 업무를 대체할 수도 있다.

지휘소에서는 감시 담당자가 무인기가 전송한 영상이나 데이터를 살펴보고 수상한 드론이나 선박, 다이버 등이 감시 대상 구역에 침입했을 경우, 무인기에 추적 및 정보 수집 지시를 내린다. “감시 업무는 통상적으로 무인기가 자율적으로 실시한다. 하지만, 운용에 따라 어느 선박을 추적할까 등은 기본적으로 사람이 판단하게 될 것이다”(미쓰비시중공업 방위·우주세그먼트 선진시스템사업추진부의 신토(新藤) 부장).

이러한 통합적인 자율 무인기의 활용에는 “극적인 성인화 효과가 있다”(미조가미 주간부원). 지금까지는 각 유인기에 오퍼레이터가 필요했고, 현장에 배치되는 인원이 많아지면 지휘소에도 그만큼 많은 인력이 동원되었기 때문이다

-- 20노트의 선박에 자동 착함(着艦) --
미쓰비시중공업은 'UXV'로 총칭되는 각종 자율 무인기를 자체 개발하고 있다. 구체적으로는 고정날개/멀티로터/싱글로터형 무인 항공기 'UAV(Unmanned Aerial Vehicle)', 무인 지상차량 'UGV(Unmanned Ground Vehicle)', 무인 수상정 'USV(Unmanned Surface Vehicle)', 무인 다이빙기 ‘UUV(Unmanned Underwater Vehicle이다. 코스타이탄의 특징 중 하나는 고객의 미션에 따라 타사의 무인기도 연계할 수 있다는 점이다.

미쓰비시중공업에 따르면, 세계적으로 UXV를 통합한 감시 업무의 운용 사례는 아직 없다고 한다. 올 3월에 개최된 방위∙보안의 종합 전시회 ‘DSEI Japan’에 미쓰비시중공업은 개발한 USV와 UAV, 코스타이탄 등을 출품. 국내외의 관계자들로부터 “이 정도 까지 통합되어 있는 시스템은 처음 보았다"라는 견해가 많았다고 한다. 코스타이탄은 현재 실증 단계이지만 실용화되면 세계를 선도하게 될 것이다.

UXV의 자율 운용에 있어서 미쓰비시중공업이 보유한 독자적 기술은 ‘자동 이∙착선(着船) 기술’이다. 파도에 흔들리는 USV의 갑판 위에 UAV가 선박과의 거리나 위치를 추정하면서 자동으로 착선하는 기술이다. 실증실험에서는 20노트(시속 약 36km)로 항행하는 선박에 착륙하는 데 성공했다고 한다.

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