바다를 항해하는 무인 로봇 ‘웨이브 글라이더SV3’
바다는 우리에게 참 친숙하지만, 사실 해안가 이외의 곳에서 바다를 접할 만한 일은 실상 많지 않습니다. 지구의 70%를 차지하는 바다, 하지만 인류의 손길이 모두 닿기에는 한없이 넓고 깊기만 합니다. 바다에서 벌어지는 일들에 대한 확인은 영해 감시를 넘어서 생태계 보호, 자연재해의 예측 등을 위해 반드시 필요한데요. 바다의 변화무쌍한 환경의 위험을 무릅쓰고 우리를 대신하는 순찰대원, ‘웨이브 글라이더(Wave Glider SV3)’를 소개합니다.
‘웨이브 글라이드 SV3’, 자바의 아버지 제임스 고슬링의 야심작
여러분은 ‘자바(Java)’라는 단어를 들어본 적이 있으신가요? 대부분의 시스템에서 실행이 가능하기 때문에 인터넷 환경에서 두루 쓰이는 프로그래밍 언어입니다. 이 자바를 탄생시킨 장본인이 바로 제임스 고슬링(James Gosling)인데요, 자바의 아버지라고 할 수 있죠. 그런 그가 5년 전 웨이브 글라이더와 무인항해로봇을 개발하기 위해 리퀴드 로보틱스(Liquid Robotics)에 합류하였는데요, 지난 GTC 2016에서 웨이브 글라이더 SV3를 공개하였답니다.
웨이브 글라이더SV3는 무인로봇입니다. 크기는 약 3미터 가량이며, 외관은 마름모 꼴에 서핑 보드와 카약이 혼합된 모습입니다. 웨이브 글라이더에 사용된 Jetson TK1은 컴퓨팅에 있어 상당한 부하를 지니고 있어 동력원이 매우 중요한데요, 파랑 에너지와 태양 에너지로 하이브리드 파워를 구동하여 충분히 오랜기간 바다 위를 떠다니며 작업이 가능합니다. 그리고 본체는 높은 파도, 허리케인은 물론 상어, 바다표범, 범고래와 같은 포유류과 맞닥뜨렸을 때에도 충분히 견딜 수 있을 정도로 튼튼하답니다.
“웨이브 글라이더 SV3가 갖추어야 하는 가장 중요한 성능은 바로 허리케인을 견뎌내는 것입니다.
지금까지 총 열일곱 차례나 허리케인을 이겨냈죠.”
‘웨이브 글라이더 SV3 ’의 구조, 고래를 닮다
사실 웨이브 글라이더 SV3는 본체와 받침대(Rack), 즉 두 부분으로 나뉜 독특한 구조를 가지고 있습니다. 본체와 끈으로 연결되어 있는 날개 달린 모양의 받침대는 항상 잠수된 상태로 있습니다. 이 받침대는 전진 시 본체가 안정적으로 움직일 수 있게 잡아주는 것은 물론 다양한 환경에서 웨이브 글라이더가 제 기능을 발휘할 수 있도록 도와준답니다. 악조건에서 속에서 속도를 빠르게 낸다거나 운전에 변화를 주어야 할 때에는 빠른 대응을 위해 보조 벡터형 추진장치를 이용합니다. 이 장치는 배의 키와 유사한 형태를 가지고 있어서 ‘스러더(Thrudder)’라고 종종 불리기도 하죠.
고슬링 박사는 받침대의 원리가 마치 고래가 헤엄칠 때 꼬리를 흔드는 것과 아주 유사하다고 말합니다. 지금까지 리퀴드 로보틱스는 350여대의 웨이브 글라이더 SV3를 개발하였고, 군사 및 국방단체, 석유회사 그리고 해양 환경단체 등에서 사용되고 있습니다.
홀로 떠나는 외로운 항해길의 지원군, Jetson TK1
고슬링 박사는 바다에서 Jetson TK1이 필요한 이유는 ‘항상 혼자이기 때문’이라며 뼈가 있는 농담을 건냈는데요. 캘리포니아 서니베일과 하와이 카무엘라에 위치하고 있는 리퀴드 로보틱스에 속한 엔지니어들은 생산보드와 통신보드에서 엔비디아 Jetson TK1을 사용하고 있다고 합니다. 해당 제품들은 티타늄과 탄소섬유 웨이브 글라이더 SV3 내부 격실에 봉인되어 있습니다.
고슬링 박사는 또한 웨이브 글라이더 SV3의 전원 공급장치가 컨트롤 시스템보다 훨씬 복합적이라고 합니다. 그리고 그가 지도하는 연구팀은 이리듐 위성연결장치(Iridium Satellite Connections)를 이용해서 로봇과 소통합니다. 상당한 비용이 발생하는데도 디스크 드라이브보다 이러한 커넥터를 이용하는 이유는 바로 오랜시간 바닷물을 견뎌내야 하기 때문이죠.
웨이브 글라이더 SV3는 홀로 항해를 떠나고 몇 개월씩 혼자 체류하는 경우가 있기 때문에 강력한 Jetson TK1 프로그램이 요구되는 경우가 많습니다. 그래야만 선박 충돌을 탐지하고 예방할 수 있으며, 해수온도와 압력을 측정할 수 있습니다. 또한 방사선 오염에 대해서도 모니터할 수 있으며, 어류의 수를 측정하거나 쓰나미를 탐지할 수도 있죠. 이렇듯 Jetson TK1기반의 웨이브 글라이더SV3가 바다에서 맡은 역할은 정말 무궁무진하답니다.
만약 웨이브 글라이더SV3에 소프트웨어적인 결함이 발생하게 되면 어떻게 될까요? 수리를 위해 엔지니어는 어쩔 수 없이 잠수복을 입어야하는데요, 이런 디버그 작업이 통상적이지 않아 재미있다고 고슬링 박사는 덧붙여 이야기합니다.
지진은 물론 이후 발생 가능성이 높은 쓰나미 등, 치명적인 자연재해가 일어날 경우를 대비하여 웨이브 글라이더가 해양 탐색을 부지런히하고 있다고 하니 정말 든든하지 않으신가요? 이제는 바다 한 가운데까지 진출하여 우리를 위한 순찰대원 역할을 하고 있는 엔비디아의 놀라운 기술, 앞으로 확장될 영역들이 더욱 기대가 됩니다!