뮌헨공대, 해저 쓰레기 수거하는 AI 수중 로봇 공개…최대 250kg 인양

바닷속 쓰레기를 치우는 일은 겉보기보다 훨씬 까다롭습니다. 시야가 흐린 물속에는 깨진 유리병부터 항구 바닥에 가라앉은 전동 킥보드까지 온갖 폐기물이 뒤섞여 있습니다. 사람이 직접 잠수해 건져 올리는 작업은 위험할 뿐 아니라 비용도 막대합니다.

독일 뮌헨공과대학교 연구팀이 이 문제를 해결할 자율형 수중 청소 로봇 시스템을 내놓았습니다. 유럽연합의 SEACLEAR 프로젝트 일환으로 개발된 이 로봇은 최근 프랑스 마르세유 항구에서 진행된 첫 시연에서 최대 250킬로그램에 달하는 해저 폐기물을 수거하는 데 성공했습니다.

4,000뉴턴의 악력과 유리병을 깨지 않는 정밀함

수중 작업을 도맡는 메인 잠수 로봇은 무게 120킬로그램으로, 8개의 소형 터빈으로 움직입니다. 몸체에 부력 폼을 둘러 터빈을 꺼도 물속에서 제자리에 뜬 상태를 유지할 수 있어, 목표물에 흔들림 없이 정밀하게 접근합니다.

가장 눈에 띄는 장치는 거대한 네 손가락 로봇 손입니다. 최대 4,000뉴턴의 악력을 발휘해 웬만한 중형 폐기물도 거뜬히 들어 올립니다. 무작정 힘만 쓰는 것도 아닙니다. 특수 센서가 잡는 압력을 실시간으로 조절해, 플라스틱 통이 찌그러지거나 유리병이 산산조각 나지 않도록 부드럽게 쥐어 올립니다.

혼탁한 바닷속에서 쓰레기를 식별하는 일도 난제였습니다. 수중 이미지 학습 데이터가 워낙 부족하다 보니, 연구팀은 해저 쓰레기 이미지 7,000여 장에 직접 라벨을 붙였습니다. 카메라와 소나를 결합해 시야가 나쁜 환경에서도 물체를 감지하고, AI가 이를 3D 모델로 변환해 어느 지점을 잡아야 안전한지 계산합니다.

모선과 소형 로봇이 한 팀으로 움직인다

이 시스템은 잠수 로봇 혼자 일하지 않습니다. 수면에 뜬 무인 서비스 모선이 중심이 되어 유기적으로 움직입니다.

먼저 모선이 초음파로 해저 지형을 대략 파악한 뒤, 50센티미터 크기의 소형 탐색 로봇을 내려보내 쓰레기를 빠르게 찾아냅니다. 위치가 확정되면 메인 잠수 로봇이 내려가 물건을 집어 올리고, 이를 해상에 떠 있는 별도의 무인 바지선에 옮겨 싣습니다.

마르세유 항구 테스트 당시 메인 로봇은 모선과 케이블로 연결된 상태로 작동했습니다. 내장 배터리 지속 시간이 2시간에 불과하기 때문에 케이블로 전력과 AI 연산 데이터를 지원받고, 무거운 폐기물을 수면으로 끌어올리는 인양선 역할까지 맡긴 셈입니다.

왜 중요한가

연구팀을 이끈 슈테판 소스노프스키 박사는 수심 16미터를 넘어서면 유인 잠수 작업의 위험과 비용이 급격히 커지기 때문에, 자율 로봇을 활용한 해저 폐기물 수거가 경제성을 갖추기 시작한다고 설명합니다. 해양 쓰레기 수거가 단순한 환경 캠페인을 넘어 항만 관리나 해로 정비 등 실제 사업 영역으로 확장될 수 있음을 보여주는 대목입니다.

우리가 보기에 이 시스템의 가장 영리한 부분은 역할 분담입니다. 무거운 작업을 처리하는 잠수정과 날렵하게 탐색만 전담하는 소형 로봇, 그리고 수면 위에서 전력과 연산을 뒷받침하는 모선 구조를 택해 수중 배터리와 통신의 한계를 실용적으로 풀어냈습니다.

다만 모선과 연결된 케이블은 양날의 검입니다. 유선 케이블은 작업 반경을 제한할 뿐 아니라, 폐그물이나 복잡한 수중 장애물에 걸릴 위험이 큽니다. 완전한 무선 독립 운용까지는 과제가 남아 있지만, 항만이나 준설 구역처럼 정돈된 환경에서는 위험한 수중 노동을 대체할 유력한 대안이 될 것으로 보입니다.