“선박 내 센서와 자율운항 시스템은 안전 항해를 보조하는 데 반드시 필요하다”

김재우 삼성중공업 파트장은 4일 코엑스에서 개최된 ‘2025 제10회 첨단센서 포럼’ 기조 연사로 나서 ‘자율운항 선박의 핵심 센서기술 협력 방안’에 대해 발표했다.

김재우 파트장은 “최근에는 단순한 선박 제작을 넘어, 미래 산업으로 주목받는 자율운항 선박 기술 개발에 박차를 가하고 있다”며 “선박의 안전 운항을 위해서는 다양한 센서와 통신 시스템이 필수적”이라고 밝혔다.

김재우 파트장은 “현재 선박 전장 시스템은 크게 다섯 가지로 나뉜다”며 “△자동화 시스템 △메인 엔진 제어 △화물 관리 △화재·가스 대응 △항해·통신 시스템으로 이 가운데 항해·통신 시스템은 선박의 ‘브릿지(Bridge)’라 불리며, 수많은 센서가 집약된 공간으로 컨테이너선 한 척에는 약 2만5천개의 센서가 장착된다”고 밝혔다.

자율운항 선박은 단계별로 발전하고 있다.

1단계는 사람이 직접 의사결정을 내리되 시스템이 보조하는 수준이다.

2단계는 사람이 승선한 상태에서 원격 운항을 병행한다.

3단계는 무인 선박이 원격으로 조종되고, 4단계는 비상 상황에서만 사람이 개입하는 완전 자율운항이다.

현재 유럽에서는 3단계 수준까지 개발이 진행되고 있다.

항해사의 역할은 정보를 인지하고, 상황을 판단한 뒤, 충돌을 피하고 항로로 복귀하는 과정의 반복이다.

자율운항 시스템 역시 이 과정을 모방한다.

카메라와 레이더를 융합해 주변 상황을 인지하고, 속도와 방향을 제어한다.

김재우 파트장은 실제 실증 사례를 들며, “실제로 목포에서 필리핀까지 약 1,500마일을 항해하는 동안 자율운항 시스템은 21번의 방향 전환을 수행했다”며 “이는 항해사가 비상 상황에서 타를 틀었던 횟수와 유사하다”고 밝혔다.

반면에 견시 부주의는 여전히 큰 위험 요소라고 밝혔다.

올해 영국 해역에서는 유조선 충돌 사고가 발생했고, 좌초 사고도 이어졌다. 이러한 사례는 선박 내 센서와 자율운항 시스템의 필요성을 더욱 부각시킨다.

선박이 직면하는 장애물은 다양하다.

다른 선박, 소형 어선, 암초, 빙하, 부표, 고래, 군함, 교량, 어망 등이 대표적이다. 이를 탐지하기 위해 카메라, 레이더, 전자해도, AIS(자동식별장치) 등 네 가지 주요 센서가 활용된다.

카메라는 기존 망원경을 대체하며, 딥러닝 기반 객체 인식으로 발전 중이다. 현재는 180도 화각으로 약 10km까지 감지 가능하다.

레이더는 2.5초마다 회전하며, 엑스밴드(X-band) 레이더를 통해 주야간 탐지가 가능하다.

전자해도는 수심, 어항, 양식장 정보를 제공해 좌초 위험을 예방한다.

AIS·GPS·VHF는 선박 위치와 통신을 담당하지만, 최근 GPS 교란 문제가 대두되며 보완 기술이 요구되고 있다.

고해상도 카메라는 객체 인식 성능을 높이지만, 딥러닝 처리 비용이 상승하는 문제가 있다.

레이더 역시 환경에 따라 성능이 달라지므로, 자율운항 시스템은 이를 자동으로 조정해야 한다.

결국 기술 발전은 단순히 성능 향상에 그치지 않고, 경제성과 효율성을 함께 고려해야 한다.

김재우 파트장은 “자율운항 선박은 단순히 조선업의 새로운 먹거리일 뿐 아니라, 해상 안전과 물류 혁신을 동시에 이끌 핵심 기술”이라며 “센서 융합과 인공지능 기반 판단 시스템은 항해사의 경험을 대체하며, 사고를 줄이고 효율을 높이는 방향으로 진화하고 있다”고 전했다.