자율화물선

자율 컨테이너선이나 해상자율해상선(MASS)이라고도 불리는 자율 화물선은 사람의 교류가 거의 없거나 전혀 없는 항해 가능한 해역 위로 컨테이너나 벌크 화물을 운송하는 승무원 없는 선박이다.인근 유인선, 육상관제센터로부터 감시와 원격제어를 하거나 인공지능과 머신러닝을 통해 선박 스스로 행동경로를 결정하게 함으로써 다양한 방법과 수준의 자율성을 얻을 수 있다.^[1][2]

2019년 현재 여러 개의 자율화물선 프로젝트가 개발 중에 있는데, 이는 MV 야라 버크랜드의 건설로, 당초 2019년 시범과 2020년^[3] 운항에 들어갈 예정이었고, 2021년 11월 세계 최초의 자율화물선이 되었다.그레이트레이크에 진출한 해운업체들도 다양한 해양기술업체와 제휴해 이 기술을 적극 추진하고 있다.^[4]

자율 화물선은 해운업계 일각에서 볼 때 해운업 내 다음 논리적 단계로 간주되는 선박에 의해 업무를 자동화하고 선박 승무원을 감축하는 일반적인 추세에 주목한다.2016년, Oskar Levander, 롤스로이스의 해양혁신 부사장은 다음과 같이 말했다.만약이 아니라 언제인가.원격 선박과 자율 선박을 현실로 만드는 데 필요한 기술이 존재한다...10년 말까지 원격조종 선박이 상업적으로 이용되는 것을 보게 될 것이라고 말했다.^[5]

한편 머스크의 쇠렌 스코우 사장은 이미 규모가 축소된 선원을 선박에서 제외하는 것의 이점이 보이지 않는다며 "나는 우리가 200,000톤의 무게 없이 400미터 길이의 컨테이너선을 타고 항해하는 것이 허락되지 않을 것으로 예상한다"고 말했다.탑승한 어떤 인간도 […] 내 시대가 아니라 능률의 원동력이 될 것이라고 생각하지 않는다."^[6][7]자율 화물선을 현실화하는 데 가장 큰 걸림돌은 규제·안전·법률·안보 도전으로 꼽힌다.^[8]

정의

국제해사기구(IMO)의 해양안전위원회는 선박이 인간의 상호작용과 무관하게 운항할 수 있는 자율성의 정도를 포함하는 해상자율선박(MASS)으로 예비 정의를 제안했다.^[9]

• 1급:자동화된 프로세스와 의사결정 지원을 포함한 배송: 선상 시스템과 기능을 운용하고 제어하기 위해 선원이 탑승한다.일부 운항은 자동화되고 때로는 감독되지 않지만 선원들이 통제할 준비가 되어 있다.
• 2급:뱃사람이 탑승한 상태에서 원격으로 조종되는 선박:그 배는 다른 장소에서 조종되고 운항된다.선원들은 선상 시스템과 기능을 통제하고 운용하기 위해 선상에서 이용할 수 있다.
• 3급:선원이 탑승하지 않은 원격 제어 선박:그 배는 다른 장소에서 조종되고 운항된다.선상에는 선원이 없다.
• 4급:완전 자율 선박:배의 운영체제는 스스로 결정을 내리고 행동을 결정할 수 있다.

개념

트롬쇠 대학의 연구원들은 반자율적이고 완전히 자율적인 항해가 어떻게 조직될 수 있는지에 대해 서로 다른 개념을 제안했다.^[1]

마스터-슬레이브 시스템은 하나의 유인 "마스터" 배가 그 뒤를 따르는 무인 자율 "슬레이브" 선박의 군집을 조정하고 감독하는 데 이용될 것으로 구상하고 있다.통신장애나 화재, 수색·구조작전 등 돌발사태에 대처하기 위해 전통적인 해양·공학·ICT 교육을 받은 인력이 상주한다.육지 선장 시스템은 지휘 센터에서 훈련된 육지 승무원들로부터 감시하고 항해를 받을 수 있는 선박을 구상하고 있다.시청각 기술은 승무원들이 주변 환경에 대한 방향을 얻는 데 도움이 될 것이다.그것은 이 배가 교통량이 적은 지역에서는 완전히 자율적으로 움직이지만 수에즈 운하나 말라카 해협과 같은 교통량이 많은 지역에서는 지휘소에서 통제될 수 있도록 할 것이다.완전 자율운항은 선박이 사람의 간섭 없이 항해할 수 있게 하고, 주변으로부터 정보와 데이터를 수집하고, 그에 근거한 결정을 제정할 수 있게 된다.또한 공중충돌방지장치와 유사한 항법 및 위치정보를 다른 자율선으로부터 송수신할 수 있어 필요시 안전한 조치를 취할 수 있다.^[1]

기술

자율선은 자율주행차와 오토파일럿에서 유사하게 발견되는 기술을 이용하여 자율성을 달성한다.센서는 항법용 데이터를 공급할 수 있는 레이더, 음파탐지기, 레이더, 레이더, GPS, AIS로 보완된 적외선 및 시각 스펙트럼 카메라의 도움을 받아 데이터를 제공한다.기상 데이터, 심해 항해 및 육지 위치의 교통 시스템과 같은 다른 데이터는 선박이 안전한 항로를 계획하는 데 도움이 될 것이다.그 다음 데이터는 선박 자체 또는 육지 위치의 인공지능 시스템에 의해 처리되어 최적의 경로와 의사결정 패턴을 제안한다.^[10]

잠재적 이익

운영안전

알리안츠가 2018년 실시한 연구에 따르면 해양 관련 사고의 75%~96%가 직원 피로, 개인 판단 오류, 과실, 부적절한 교육 등 인적 오류로 인한 것으로 추정된다.인명 사고로 2018년 2712명의 사상자가 발생해 2011년부터 2016년까지 1.6억 달러의 손실이 발생했으며 화물선이 전체 선박의 56%를 잃었다.^[11]예를 들어 계류 작업 중 갑판에서 일하는 것은 육지 작업보다 5~16배 더 위험할 것으로 추정된다.^[12]완전자율선과 준자율선 도입으로 선내 승무원 부족과 자율시스템이 제공하는 성능 향상으로 이들 사고의 횟수와 심각성을 줄일 수 있다는 주장도 있다.^[1][13]

비용 절감

덴마크 공과대학이 실시한 연구에 따르면, 선상 승무원은 연봉, 보험 및 선상 조항의 형태로 약 100만 DKK 또는 연간 15만 달러의 비용이 들 것으로 추정되며,^[14] 선원은 일반적으로 화물선 여행에 드는 총 비용의 약 20~30%를 차지한다.반자율 선박 또는 완전자율 선박은 잠재적으로 이러한 비용을 절감하고 제거할 수 있으며, 점점 경쟁이 치열해지는 시장에서 비용 절감을 위해 노력하는 해운 회사들에게 인센티브를 제공할 수 있다.그러나 자율 선박은 대규모 선행 투자와 관제 및 운영 센터, 센서, 데이터 서버 및 고대역 위성 같은 통신 자산의 유지의 형태로 육상 비용을 증가시킬 수 있다.^[15]

에너지 효율 및 환경 영향

인원을 제거하면 교량 등 인력 운용에 필요한 선박 시설이나 침실, 배관, 메스홀, 전기 배선 등 인류가 살 수 있는 선박을 건조할 수 있어 중량을 줄이고 신뢰도를 높일 수 있게 된다.이를 통해 자율선을 더 가볍게 건조할 수 있고, 선원을 위해 그 크기를 덜 사용할 수 있어 연료 소비와 환경 영향을 줄일 수 있을 것이다.^[16]

해적판

롤스로이스는 선박과 선원을 겨냥한 저기술 해적 행위가 선박이 자율화됨에 따라 줄어들 것이라고 주장해 왔다.선박은 화물 접근과 수동 통제를 사용할 수 없게 되어 승선하기 어렵게 건조할 수 있다.해적행사의 경우 관제센터에서 선박을 고정시키거나 해군 당국이 도달할 때까지 특정 항로를 항해하게 할 수 있다.인질과 몸값을 잡아줄 선원이 없는 상황에서 화물선은 해적들에게 덜 가치 있는 목표물이라는 주장이 제기되고 있다.^[17]

잠재적 과제

신뢰성.

현재 상업용 화물선에 승선하는 대부분의 선원들은 주로 선박의 추진 기계, 보조 기계, 전기 조달용 발전기, 분리기, 펌프, 냉각 시스템을 유지하는 항해 담당자와 엔진 승무원으로 구성되어 있다.이러한 시스템은 종종 매우 복잡하고 정기적인 유지보수가 필요하다.이중화 증가는 두 개의 엔진 시스템을 갖거나 MV 야라 버클랜드의 전기와 같은 이동 부품을 적게 포함하는 다른 추진 방법을 사용함으로써 해결책으로 간주된다.^[18]

규정

국제규제는 자율선이 직면한 가장 큰 난제 중 하나로 꼽힌다.국제해상충돌방지규정(COLREG) 제5조는 충돌을 피하기 위해 망루가 있어야 하고, 국제해상생명안전협약(SOLAS)은 선박이 난파 시 생존자 픽업 등 수색과 구조 작업을 도울 수 있도록 규정하고 있다.사람이 타고 있는 자율선이 없으면 이런 규정을 준수하기 어려운 과제가 될 것이다.IMO는 자율적 운송에 영향을 미치는 조약의 일부를 검토하기 위한 작업을 시작했지만,^[19] 일부에서는 발전된 선박과 이미 취항할 준비를 하고 있기 때문에 작업이 너무 느리게 진행되고 있다고 주장한다.^[20]

사이버 보안

해상운송에서는 해커들이 저렴한 재머를 이용해 GPS 신호를 스푸핑하고 컨테이너 터미널 서버를 해킹하는 등 AIS와 같은 시스템을 손상시키는 사이버 공격이 위협이 되고 있다.^[21]해양산업은 다른 산업에 비해 10~20년 뒤처지고 조직범죄와 국가 행위자에 의해 컴퓨터 네트워크가 불안정하고 침입의 여지가 있는 등 기술혁신을 따라가지 못한다는 비판을 받아왔다.^[22]

준항로와 완전자율선에서의 정보통신기술 의존도가 높아짐에 따라 사이버 보안은 기업들이 해결해야 할 훨씬 더 심각한 문제가 되고 있다.자율 선박이 감시와 통제를 위해 지속적인 연결을 요구하기 때문에 선상 통제와 데이터가 손상되고 사이버 공격에 취약할 수 있다.서로 다른 제공자의 다양한 구성요소를 가진 선박 설계의 복잡성은 사이버 공격의 발생을 탐지하고 저지하는 것을 어렵게 만들 수 있다.자율선이 사이버 공격을 받게 되면 수동으로 조종할 수 있는 선원이 부족하기 때문에 선내 통제권 회복이 어려워질 수 있다.이 문제를 해결하기 위해 자율선박에 대한 구체적인 시스템과 위험성 평가를 제안한다.^[23]

선박과 육상 지휘소를 오가며 보내야 하는 데이터 전송이 많아져 방대한 양의 원시 데이터가 생산·전송되는 '데이터 늪'의 가능성이 높아진 것도 문제다.스토리지와 통신 용량의 보다 효율적인 활용을 달성하기 위해서는 「데이터의 늪」을 줄일 수 있는 스마트한 전처리·압축 체계가 필요하다.^[1]

구현에 대한 안전 우려

자율선은 장기적으로 사람의 실수를 줄임으로써 안전을 향상시킬 수 있지만,^[24] 자율선으로의 긴 전환기에는 사람이 조종하는 선박과 함께 운항하게 될 것이다.이들 선박이 충돌 경로에 있을 경우 누가 행동해야 하는지, 저기술 어선과 같은 소형 선박이 자율 선박과 어떻게 상호작용할 수 있는지와 관련해 이들 선박이 어떻게 상호작용을 할 것인지에 대해서는 어려움이 생길 수 있다.[25]

책임 및 법적 문제

자율 선박과 사고가 발생할 경우, 회사, 소프트웨어 제공업체, 하드웨어 제공업체 또는 육상 감시소와 같은 여러 당사자가 잘못될 수 있기 때문에 책임자를 찾는 것은 어려운 과제를 야기한다.역사적으로 선장은 선박을 총괄 지휘하는 것으로 추정되며 만약 무슨 일이 생기면 가장 먼저 감시를 받게 된다.책임 있는 명확한 리더가 없다면, 자율선박과 관련된 어떤 사건에 대해 궁극적으로 누구의 책임이 있는지를 결정하는 것이 국제 규제의 역할이다.^[26]

참고 항목

• 무인표면차량
• 야라 버클랜드 MV

참조