파도 에너지로 움직이는 중국의 AI 무인 순찰선은 어떻게 작동할까

연구진이 학술지 Naval and Merchant Ships에 설명한 바에 따르면 이런 선박은 매우 조용하게 움직이며 최소한의 인간 개입으로 수개월 동안 운용될 수 있는 감시 플랫폼이 될 가능성이 있다.

핵심 차별점은 추진 방식이다. 기존 순찰선이 연료 기반 엔진을 사용하는 것과 달리, 이 시스템은 바다의 자연 에너지를 직접 추진력으로 변환한다.

파도의 움직임이 추진력이 되는 원리

이 무인선은 공학적으로 잘 알려진 방식인 진동 하이드로포일(oscillating hydrofoil) 시스템을 이용한다.

구조는 크게 두 부분으로 구성된다.

• 수면 위에서 파도를 타며 위아래로 움직이는 선체 또는 부유체
• 선체 아래에 연결된 수중 핀(하이드로포일) 구조

파도가 지나가면 수면 위의 선체가 위아래로 움직인다. 이때 아래쪽에 달린 하이드로포일은 물속에서 상대적인 상하 운동을 하게 되는데, 이 움직임이 날개처럼 진동하거나 펄럭이는 운동을 만든다.

이 과정에서 유체역학적 양력이 발생하고, 그 힘이 선박을 앞으로 밀어낸다. 즉 파도의 운동 에너지가 직접 전진 추진력으로 변환되는 것이다.

연구에 따르면 이러한 진동형 포일은 파도와의 상호작용을 통해 지속적으로 추진력을 만들어낼 수 있으며, 연료 없이도 자율 선박을 움직일 수 있다.

일부 설계에서는 여러 개의 포일이 연결된 구조를 사용한다. 파도가 지나갈 때마다 포일이 반복적으로 피치(pitch)와 히브(heave) 운동을 하면서 지속적인 전진 추력을 만들어낸다.

전력 공급은 어떻게 이뤄질까

파도는 이동을 담당하지만, 선박의 전자 장비는 별도의 전력 시스템으로 구동된다.

일반적으로 다음과 같은 구성 요소가 포함된다.

• 태양광 패널과 배터리
• 레이더·카메라 등 감시 센서
• 위성 또는 무선 통신 장비
• AI 연산 장치

이처럼 파도와 태양광을 함께 활용하면 기존 엔진 선박에 비해 에너지 요구량이 매우 낮은 장기 운용 플랫폼을 만들 수 있다.

AI는 어떤 역할을 하나

AI는 추진력을 만들지는 않지만, 무인선의 자율 운용을 가능하게 하는 핵심 기술이다.

AI 시스템은 다음과 같은 기능을 수행할 수 있다.

• 자율 항로 계획 및 항해
• 다른 선박이나 장애물 탐지 및 회피
• 센서 데이터 분석과 선박 식별
• 감시 패턴 유지와 임무 관리

이 기능은 특히 중요한데, 이런 무인선은 해안에서 멀리 떨어진 해역에서 장기간 운용되는 것을 전제로 하기 때문이다. 통신이 불안정한 상황에서도 기본적인 판단을 스스로 내려야 한다.

연구진이 장기 해양 순찰에 주목하는 이유

파도 동력 무인선의 가장 큰 장점은 낮은 비용으로 지속적인 해양 존재감을 유지할 수 있다는 점이다.

연구진은 다음과 같은 장점을 강조한다.

장기간 운용 가능

추진력은 파도에서, 전력은 태양광에서 얻기 때문에 이론적으로 수개월 동안 연료 보급 없이 운용될 수 있다.

인력 위험 감소

무인 플랫폼이기 때문에 위험한 해역이나 정치적으로 민감한 지역에서 인명 위험을 줄일 수 있다.

조용하고 눈에 띄지 않는 감시

파도 추진 방식은 소음이 적고 플랫폼 규모도 작아 지속적인 감시 활동에 유리하다.

분쟁 해역에서의 지속적 존재

먼 섬, 암초, 해양 경계선 주변을 사람이 탑승한 순찰선으로 계속 감시하려면 비용과 인력이 많이 든다. 이런 무인선은 해양 감시 네트워크의 센서 플랫폼으로 사용되어 기존 해군이나 해경 순찰을 보완할 수 있다.

아직은 연구 단계라는 점

다만 공개된 정보에 따르면 이 시스템은 현재로서는 연구 제안 또는 기술 방향에 가까운 개념이다.

중국을 포함해 여러 국가가 무인 해양 시스템에 투자하고 있지만, 이러한 AI 기반 파도 동력 순찰선이 대규모로 실제 배치되었다는 증거는 제한적이다.

그럼에도 이 개념은 하나의 흐름을 보여준다. 앞으로 해양 감시 기술은 점점 더 재생에너지, 자율 로봇, 인공지능 항법을 결합한 형태로 발전하며, 장기간 바다에 머무는 분산형 감시 네트워크로 확장될 가능성이 있다.