[녹색경제신문 = 박진아 유럽 주재기자] 바다 밑바닥에 서식하는 심해 문어 같은 해저 연체동물을 연상시키는 촉수 로봇(tentacle robot)으로 심해 해상 풍력 단지의 수중 인프라 시설을 유지 보수하는 작업을 수행할 수 있는 혁신적인 기술이 최근 영국의 연구진에 의해 개발돼 주목된다.

정기적인 해상 풍력발전소 운영 및 관리는 안정적인 전력 공급은 물론 발전소의 장기적 생명 연장과 경제적 손실 방지에 필수적이다. 

풍력발전기를 지탱하고 있는 하부 구조물, 연료 수송관, 해저 케이블 등 수중 인프라의 손상이나 부식을 점검해 수리하고 해상 부유물 제거 및 청소하는 등 해상 풍력발전소 관리 유지 업무는 대기 중 온실가스 배출을 야기하는 대대적 작전인 동시에 정교한 작업을 요한다. 통상 대형 수중 차량을 물 밑 최대 3,000미터 깊이로 잠수 보통 잠수시킨 후 고도로 훈련된 전문 인간 잠수부를 추가 투입시켜 실시한다.

문제는 요즘 해상 풍력발전소들은 점점 보통 일간 잠수부가 접근하기 어려운 원양 깊은 바다에 위치해 있는 추세가 많아지고 있어 발전소 수중 심해의 점검 및 보수 작업 환경이 인간 잠수부들에게 매우 위험하다는 사실이다. 그동안 해상풍력발전 업계가 인간 잠수부의 작업을 대체할 수 있는 심해 수중 드론이나 무인 원격조종 수중 로봇(ROV) 기술 개발에 주력하고 있는 이유다.

위험한 원양 해저 해상풍력발전 단지의 인프라 점검과 수리 업무를 대신할 수 있는 수중 로봇을 개발한 주역은 영국 스코틀랜드 에든버러 시의 헤리엇-와트 대학(Heriot-Watt University) 산하 국립 로보타리엄(The National Robotarium)과 브라질의 세나이 시마텍 과기대(Senai Cimatec)의 과학자들이다.

두 대학의 개발자들은 이 로봇이 가장 큰 장점은 작은 규모의 로봇으로 작업 현장 이동과 작동 비용을 줄여 최종적으로 풍력발전 단지 유지 보수 비용 감축에 기여할 것이라 주장한다. 

특히, 로보타리엄 연구진은 심해 풍력발전 단지는 물론 해저 석유 굴착 장치의 점검 및 수리 관리 업무에 수중 차량과 인간 잠수부 대신 로봇을 투입할 경우 오는 2030년까지 해상풍력발전 업계는 약 1,000억 달러(우리 돈 약 140조 원)이 절감될 수 있다고 믿는다.

이 장치의 설계상 특징은 문어나 오징어의 팔다리를 연상시키는 이리저리 잘 구부러지고 유연한 유선 촉수 구조다. 연체동물이 해저 바닥을 직접 접촉하고 감촉을 느끼면서 움직이듯 해저 시설물 표면 곳곳에 달라붙어 접촉해 필요한 작업을 수행할 수 있도록 설계됐다.

총 1미터 길이의 유연하고 유선식 촉수 팔 모양을 하고 있으며, 수많은 관절로 구성돼 움직임이 부드럽다. 경직되고 구부림이 어려운 기존의 산업용 로봇 팔에 비해 수중에서 섬세한 작업을 수행할 때 매우 유용할 것으로 예상된다.

로봇 촉수 마다에 장착된 특수 센서는 수중에서 실시간 지속적으로 장치의 위치를 파악하고 업무에 맞게 촉수 형태를 재조정할 수 있다. 

파도 수조 환경에서 성능 실험을 한 결과, 로봇은 심해 속 강한 해류가 강한 환경에서도 정밀하게 작업할 수 있는 것으로 나타났다. 가령, 최대 300g가량의 외부적 압력이 가해져도 안정성을 유지하며, 촉수는 예측 불가능한 심해 해양 환경에서도 안정적 위치 유지력과 원상태 복구력이 우수한 것으로 나타났다. 이 기술의 실제 투입까지 몇 년의 추가 연구와 성능검증 실험이 더 실시되야 한다.

이 획기적인 촉수형 해저 ‚소프트 로봇’ 디자인은 9월 18일(목요일=영국 시간 기준) 영국 국립 로보타리엄에서 열릴 영국 로보틱스 엑스포(UK Robotics Expo) 행사에서 소개될 예정이다. 9월 7일 현재, 이번 2025년판 행사의 입장권은 매진됐다.