$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

한국형 수중로봇시스템의 기술개발연구 - 시나리오플래닝 적용으로 -
A Study on Development of Technology System for Deep-Sea Unmanned Underwater Robot of S. Korea analysed by the Application of Scenario Planning 원문보기 논문타임라인

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.8 no.1, 2013년, pp.27 - 40  

이상윤 (부경대학교 공간정보시스템공학과) ,  윤홍주 (부경대학교 공간정보시스템공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 연구는 미래예측방법으로 많이 활용되고 있는 시나리오플래닝 방법론을 적용하여 2006년에 개발된 한국형 수중로봇시스템(심해무인잠수정시스템)의 바람직한 미래상을 도출하였다. 한국이 개발한 이 심해무인잠수정의 설계심도는 6000미터이며, 그 구성을 보면, '해미래'는 실질적인 심해탐사작업을 실행하고, 이 '해미래'를 지원하는 '해누비'는 심해에서 시료채취나 탐사가 가능하다. 한편 이 한국형 심해무인잠수정시스템은 수중복합항법시스템을 사용하고 있지만, 6000m심해에서 5m이내의 항법오차가 있고 50cm이내의 상대 위치오차를 가지고 있다. 따라서 본고는 이를 보완하여 관련 분야에서 기술 선도국이 될 수 있는 한국정부가 추진해야 할 바람직한 미래전략방향을 고찰했다. 그 결과 인디케이터와 가상벽을 갖춘 외부장치를 구비한 심해무인잠수정 시스템 개발이 한국에 있어 미래지향적인 정책추진방안이었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study is about development of technology system for an advanced deep-sea unmanned underwater robot of S. Korea analysed by the application of scenario planning. It was developed a 6000m class next-generation deep-sea unmanned underwater vehicle(or robot, UUV) system, soonly ROV 'Hemire' and Dep...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 곧 6000m심해에서 5m이내의 항법오차가 있고 50cm이내의 상대 위치오차를 가지고 있었던 문제를 보완하는 기술제안이다.
  • 따라서 본 연구는 미래예측방법으로 많이 활용되고 있는 시나리오플래닝 방법론을 활용하여 한국형 심해 무인잠수정 시스템의 바람직한 미래상을 도출한다. 본 연구에서는 기존 시나리오플래닝 방법론에 따라 다음의 순서로 한국형 심해무인잠수정 시스템의 미래상을 도출하고 향후 전략방안을 도출한다.
  • 또한 이를 위해 현재 미래예측도구로서 통용되고 있는 시나리오 플래닝 기법을 도입하며, 연구의 범위는 한국이 개발 하여 현재 사용 중인 ‘해미래’, ‘해누비’라는 명칭을 가진 심해무인잠수정시스템의 기술로서 상용화된 분야에 한정하며, 특히 육지에서 이미 상용화된 기술임에도 불구하고 심해라는 초고압극한상태로 인해, 수중에서 적용되기 어려운 기술 분야에 집중하여 이러한 문제점을 보완 및 해결하는 방안을 모색하고자 한다.
  • 따라서 본 연구는 미래예측방법으로 많이 활용되고 있는 시나리오플래닝 방법론을 활용하여 한국형 심해 무인잠수정 시스템의 바람직한 미래상을 도출한다. 본 연구에서는 기존 시나리오플래닝 방법론에 따라 다음의 순서로 한국형 심해무인잠수정 시스템의 미래상을 도출하고 향후 전략방안을 도출한다. 전략의 방향성 탐색을 위한 가장 적합한 방법은 역시 시나리오에 기반을 둔 전략설정이기 때문이다[10].
  • 본고는 이러한 점에서, 한국이 개발한 ‘해미래’, ‘해누비’라는 명칭을 가진 수중로봇 심해무인잠수정시스템의 기술을 분석하여 보다 미래지향적인 발전책을 모색하고자 한다.
  • 본고는 현재 전 세계적으로 치열하게 경쟁 중인 로봇분야에서 특히 심해 자원에 대한 개발과 탐사에서 중요한 분야인 수중로봇에 중점을 두고, 한국이 개발하여 운용 중인 한국형 심해무인잠수정시스템의 바람직한 전략방향을 고찰하고 보다 발전적인 정책적 제안을 하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수중로봇은 어떻게 분류할 수 있나요? 심해무인잠수정은 수중로봇의 한 분야로서 수중로봇은 크게 유인잠수정과 무인잠수정으로 구분할 수 있고 무인잠수정은 다시 유삭식 수중로봇(ROV)와 무삭식 수중로봇(AUV)로 나뉜다[1].
우리나라의 심해무인잠수정은 몇 미터까지 탐사할 수 있나요? 한국해양연구원 해양 시스템안전연구소는 2001년부터 6개년 사업으로 당시 해양수산부로부터 특정연구사업으로 지정받아 이를 개발하였다. 한국이 개발한 이 심해무인잠수정의 설계 심도는 6000미터로서 이는 전 세계 해양의 약 97%를 탐사할 수 있는 성능을 갖춘 것이다. 구성을 보면, ‘해 미래’는 원격제어무인잠수정(Remotely Operated Vehicle, ROV)으로서 실질적인 심해탐사작업을 실행하고, 이 ‘해미래’를 지원하는 ‘해누비’는 수중진수장치로서 단독으로도 운영이 가능하며 예인형 수중카메라를 갖추고 사이드스캔 소나 기능을 장비하고 있다.
최초의 유선무인수중로봇은 무엇인가요? 수중로봇에서 최초의 무인잠수정 개발은 케이블이 연결된 무인잠수정으로서 ‘푸들’이라는 명칭인 드미트리 레비코프가 1953년에 만든 것이다. 또한 미해군은 개발초창기부터 그 필요성을 알고, 연구개발에 많은 노력을 기울였는데, 1990년 6,096m를 잠수하며 해저 구난을 지휘할 수 있는 CURV Ⅲ를 개발하였다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (12)

  1. 정희, "대형선박의 선저 청소 및 검사를 위한 수중로봇의 위치추적시스템", 경상대학교 컴퓨터과학과 박사학위논문, pp. 20-21, 2009. 

    인용구절

    인용 구절

    심해무인잠수정은 수중로봇의 한 분야로서 수중로봇은 크게 유인잠수정과 무인잠수정으로 구분할 수 있고 무인잠수정은 다시 유삭식 수중로봇(ROV)와 무삭식 수중로봇(AUV)로 나뉜다[1].

    수중로봇의 분야와 종류[1]

    외국의 다양한 수중로봇[1]

    수중로봇이 수중에서 자기 위치를 정확하게 파악할 수 있는 기술 개발은 탐사목적에 부합하는 작업 수행 능력 향상 및 로봇의 유실 등을 방지하는 장비의 보호 등에 있어 꼭 필요한 기술이며, 특히 수중 환경에서의 위치추적 기술은 3차원 공간상에서 얼마만큼 수중로봇의 위치를 정확하게 추정할 수 있는가와 같은, 신뢰성 있는 좌표의 추청이 중요하다[1].

  2. 해양수산부, "차세대 심해 무인잠수정 개발(1단계) 연구보고서", pp. 58-57, 2007. 

    인용구절

    인용 구절

    1980년대가 되면서, 그림 2와 같이, 컴퓨터관련 기술이 급속히 발전하면서 무인잠수정의 기능이 다양화되었는데, 미국, 프랑스, 영국, 캐나다, 일본, 러시아, 노르 웨이, 스웨덴, 이태리, 독일, 호주, 중국 등은 무인잠수정 개발을 본격화하였고, 최근에는 6000m 심해를 탐사 하는 무인잠수정이 다양하게 등장하였다[2].

    먼저 ROV인 ‘해미래’를 분리한 상태에서 수중진수장치 단독으로 심해탐사가 가능하고, 특정해역에서 위치를 정밀하게 추적가능한 수중복합항법시스템을 사용하여 넓은 해역에 걸쳐 심해무인잠수정의 위치를 추적할 수 있으며, ROV인 ‘해미래’를 이용한 정밀탐사작업 및 AUV인 ‘이심이’를 이용해 탐사 중인 인근 심해역 조사가 가능하다[2].

    특히 ROV인 ‘해미래’의 항법과 정밀 유도제어는 관성계측센서와 초음파 도플러 속도계를 이용하며, ROV인 ‘해미래’와 수중진수장치 사이의 거리를 보조적으로 이용하여, 고정밀 수중항법이 가능하다[2].

    이 방법은 6000m심해에서 5m이내의 항법오차가 있고 50cm이내의 상대 위치오차를 가지고 있다[2].

    또한 이러한 복합항법시스템의 초기오차 자기복구 및 drop-out 등 초음파 센서의 고장에 따른 위치추정 오차 자기복구 성능을 보강하고, USBL를 이용해서 ‘해미래’와 ‘해누비’의 트랜스듀서를 광통신을 이용하여 TTL트리거링 함으로써 USBL의 샘플레이트를 2배로 증가시킬 수 있는 시스템을 구현하였다[2].

    한국형 심해무인잠수정시스템의 위치추정 및 수중복합항법시스템의 개요도[2]

    한국형 심해무인잠수정시스템의 USBL 위치추적시스템[2]

    즉 ROV와 수중진수장치는 온누리호라는 지원모선과 케이블로 연결되어 있는 이유로 수중선체에 장착된 트랜스폰더에서 발신하는 신호를 선상 트랜스듀서 어레이에서 획득하여 위치를 추적하는 방식이며, 해저에 계류되는 트랜스폰더와 AUV용 트랜스폰더는 선상 트랜스듀서 어레이에서 발신하는 신호에 응답신호를 재발신하는 방식으로 운용된다[2].

    초음파거리계를 갖는 한국형 심해무인잠수정시스템의 수중복합항법시스템[2]

    보조항법용 2개 초음파 트랜스듀서(거리-각도 계측 소나)를 갖는 한국형 심해무인잠수정시스템의 수중복합항법시스템[2]

    두 개의 거리센서를 갖는 한국형 심해무인잠수정시스템의 수중복합항법시스템[2]

  3. Liberti, J.C., and Rappaport, T.S., Smart Antennas for Wireless Communications :IS-95 and Third Generation CDMA Applications, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, pp. 1-50, 1999. 

    인용구절

    인용 구절

    현재 관련한 선행연구가 많이 이루어지고 있는데, 수중환경에서 위치추적 시스템의 DSP 구현에 있어서는 Hyperbolic위치추적 방식[3]을 이용하여 수중로봇과 고정체 간의 시간 동기에 관계없이 수중로봇이나 고정체에서 수신되는 신호의 상대 시간 지연[4]을 이용하여 이동체의 3차원 위치를 추정하였고[5], 네 개의 초음파센서를 그림 3처럼, 수중의 서로 다른 위치에 고정시키고 이동 중인 센서와 서로 다른 신호를 송수신하게 함으로써 고정체와 이동체 모두에서 이동체의 3차원 위치추적과 이동체의 원격제어를 가능하게 하였다[6].

  4. Carter, G.C., Coherence and Time Delay Estimation :An Applied Tutorial for Research, Development, Test, and Evaluation Engineers., Piscataway,NJ, IEEE Press, pp. 1-518, 1993. 

    인용구절

    인용 구절

    현재 관련한 선행연구가 많이 이루어지고 있는데, 수중환경에서 위치추적 시스템의 DSP 구현에 있어서는 Hyperbolic위치추적 방식[3]을 이용하여 수중로봇과 고정체 간의 시간 동기에 관계없이 수중로봇이나 고정체에서 수신되는 신호의 상대 시간 지연[4]을 이용하여 이동체의 3차원 위치를 추정하였고[5], 네 개의 초음파센서를 그림 3처럼, 수중의 서로 다른 위치에 고정시키고 이동 중인 센서와 서로 다른 신호를 송수신하게 함으로써 고정체와 이동체 모두에서 이동체의 3차원 위치추적과 이동체의 원격제어를 가능하게 하였다[6].

  5. 박준석,지용일,김성환, "수중환경에서 위치추적 시스템의 구현에 관한 연구", 음향학회하계학술발표대회논문집, 22권, 4호, 2003. 

    인용구절

    인용 구절

    현재 관련한 선행연구가 많이 이루어지고 있는데, 수중환경에서 위치추적 시스템의 DSP 구현에 있어서는 Hyperbolic위치추적 방식[3]을 이용하여 수중로봇과 고정체 간의 시간 동기에 관계없이 수중로봇이나 고정체에서 수신되는 신호의 상대 시간 지연[4]을 이용하여 이동체의 3차원 위치를 추정하였고[5], 네 개의 초음파센서를 그림 3처럼, 수중의 서로 다른 위치에 고정시키고 이동 중인 센서와 서로 다른 신호를 송수신하게 함으로써 고정체와 이동체 모두에서 이동체의 3차원 위치추적과 이동체의 원격제어를 가능하게 하였다[6].

  6. 이덕환, 고학림, 임용곤, "수중환경에서 위치추적시스템의 DSP구현", 한국음향학회지, 26권, 1호, pp. 48-54, 2007. 

    인용구절

    인용 구절

    현재 관련한 선행연구가 많이 이루어지고 있는데, 수중환경에서 위치추적 시스템의 DSP 구현에 있어서는 Hyperbolic위치추적 방식[3]을 이용하여 수중로봇과 고정체 간의 시간 동기에 관계없이 수중로봇이나 고정체에서 수신되는 신호의 상대 시간 지연[4]을 이용하여 이동체의 3차원 위치를 추정하였고[5], 네 개의 초음파센서를 그림 3처럼, 수중의 서로 다른 위치에 고정시키고 이동 중인 센서와 서로 다른 신호를 송수신하게 함으로써 고정체와 이동체 모두에서 이동체의 3차원 위치추적과 이동체의 원격제어를 가능하게 하였다[6].

    센서배열과 이동체의 기하학적 배열[6]

    또한 위치추적 시에 Newton알고리즘을 이용하여 추정하였으며 Newton알고리즘에서 매 iteration시에 Jacobian행렬의 norm을 추정하고, 행렬의 norm이 임계값이상이 되어 역행렬에 의한 해가 불안정해질 때는 또 다른 초기값을 이용하여 해를 구하게 하여, 이동체의 위치를 보다 신뢰성이 있게 하였다[6].

  7. 이상윤, 윤홍주, "한국 전자정부와 클라우드 컴퓨팅 기술개발 연구-시나리오플래닝을 적용하여", 한국전자통신학회논문지, 7권, 6호, pp. 1245-1258, 2012. 

    원문보기 상세보기 타임라인에서 보기
    인용구절

    인용 구절

    시나리오플래닝은 미래의 불확실성을 제한적으로 보다 잘 이해할 수 있는 방법론[7]으로서, 통계적 예측도 아니고 단일한 예측도 아니지만 미래를 알 수 있는 방법[8]이며, 원하는 미래상(future vision)을 명확히 하고 체계적인 계획수립에 결정적인 도움을 주기 때문에 미래예측(foresight)과정에서 가장 많이 사용되는 기법이다[9].

  8. 이상윤, 윤홍주, "공공데이터를 활용한 국가정보화 전략연구-시나리오플래닝을 적용하여", 한국전자통신학회논문지, 7권, 6호, pp. 1259-1273, 2012. 

    원문보기 상세보기 타임라인에서 보기
    인용구절

    인용 구절

    시나리오플래닝은 미래의 불확실성을 제한적으로 보다 잘 이해할 수 있는 방법론[7]으로서, 통계적 예측도 아니고 단일한 예측도 아니지만 미래를 알 수 있는 방법[8]이며, 원하는 미래상(future vision)을 명확히 하고 체계적인 계획수립에 결정적인 도움을 주기 때문에 미래예측(foresight)과정에서 가장 많이 사용되는 기법이다[9].

  9. 권기헌, "미래예측학", 법문사, pp. 228-275, 2008. 

    인용구절

    인용 구절

    시나리오플래닝은 미래의 불확실성을 제한적으로 보다 잘 이해할 수 있는 방법론[7]으로서, 통계적 예측도 아니고 단일한 예측도 아니지만 미래를 알 수 있는 방법[8]이며, 원하는 미래상(future vision)을 명확히 하고 체계적인 계획수립에 결정적인 도움을 주기 때문에 미래예측(foresight)과정에서 가장 많이 사용되는 기법이다[9].

  10. 이원일, 임덕순, 이연희, 정의정, "기술혁신 클러스터 구축의 전략방향 설정에 관한 연구-판교 테크노벨리-시나리오플래닝을 중심으로", 기술혁신학회지, 14권, 2호, pp. 301-319, 2011. 

    원문보기 상세보기 타임라인에서 보기
    인용구절

    인용 구절

    전략의 방향성 탐색을 위한 가장 적합한 방법은 역시 시나리오에 기반을 둔 전략설정이기 때문이다[10].

  11. 이상윤, 윤홍주, "한국의 글로벌 과학기술협력 연구-한국 중소기업의 R&D 국제화 가속방안과 중소기업코디네이터", 한국전자통신학회논문지, 7권, 4호, pp. 693-705, 2012. 

    원문보기 상세보기 타임라인에서 보기
    인용구절

    인용 구절

    특히 한국의 경우, 현재 기술 환경과 수준면에서 기술흡수형 국가군에 속하는데, 전 세계적으로 최첨단 기술의 선점을 위해 각국이 사활을 걸고 있는 현 시점에서 급변하는 신기술의 변화에 제대로 적응하지 못하거나 수용하지 못하면 관련한 새로운 시장에서 그 이익을 차지하거나 선점하지 못한다는 점에서[11], 그리고 기술혁신과정에 있어 미래 유망영역에 대한 선제적 대응의중요성이 더욱 강조되면서[12], 수중로봇 분야에서 한국형 심해무인잠수정시스템 관련 부족한 점으로 남아있는 기술적 문제들의 해결은 필수적인 요소라 할 수 있다.

  12. 안세정, 김도현, 권오진, 배영철, 이준영, "유망영역 탐지를 위한 키워드 매핑의 동태적 분석: 그래핀 사례연구", 한국전자통신학회논문지, 7권, 6호, pp. 1393-1401, 2012. 

    원문보기 상세보기 타임라인에서 보기
    인용구절

    인용 구절

    특히 한국의 경우, 현재 기술 환경과 수준면에서 기술흡수형 국가군에 속하는데, 전 세계적으로 최첨단 기술의 선점을 위해 각국이 사활을 걸고 있는 현 시점에서 급변하는 신기술의 변화에 제대로 적응하지 못하거나 수용하지 못하면 관련한 새로운 시장에서 그 이익을 차지하거나 선점하지 못한다는 점에서[11], 그리고 기술혁신과정에 있어 미래 유망영역에 대한 선제적 대응의중요성이 더욱 강조되면서[12], 수중로봇 분야에서 한국형 심해무인잠수정시스템 관련 부족한 점으로 남아있는 기술적 문제들의 해결은 필수적인 요소라 할 수 있다.

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

FREE

Free Access. 출판사/학술단체 등이 허락한 무료 공개 사이트를 통해 자유로운 이용이 가능한 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로