4차 산업의 핵심기술을 융합한 해양기술을 선도하고 있는 해양음향공학 연구실(OAL)
선진국들의 국가 경쟁력은 강력한 해양력을 기반으로 한다. 삼면이 바다로 둘러싸인 대한민국은 지정학적으로 동아시아의 군사적·경제적 요충지에 위치해 있다. 해양융합공학과 최지웅 교수팀은 음파(Acoustic Wave)를 이용해 해양을 탐사하기 위한 다양한 수중음향 관련 연구를 수행 중이다. 특히 해군에서 수중표적을 탐지·식별·추적하기 위해 사용하는 소나(SONAR, Sound Navigation and Ranging) 시스템의 성능을 예측·분석하고, 시공간적 변동이 심한 수중에서 효과적인 전술을 수립·운용하는 데 도움을 주는 연구에 집중하고 있다. 그뿐만 아니라 최근 4차 산업혁명의 핵심기술을 융합한 해양기술을 선도하기 위해 노력 중이다.
Q1. 연구실(OAL)은 어떤 곳인가요?
A1. 1986년에 설립된 해양음향공학 연구실(Ocean Acoustics Laboratory, OAL)은 ‘나라에 도움이 되는 실용연구’를 목표로 국내외 다수의 선진 연구기관들과 활발한 공동연구를 통해 우리나라 수중음향 기술발전에 기여하고 있습니다. 최지웅 교수를 중심으로 다양한 분야의 수중음향 관련 연구를 수행 중입니다. 대학원생 중 3명은 해군장교 위탁교육생으로 한국해군의 대잠전(Anti-Submarine Warfare, ASW) 수행 능력 향상을 위해 저희 연구실에 파견돼 수학하고 있습니다. 최근에는 표적추적 및 제어 분야의 저명학자인 송택렬 교수(공학대학 전자공학부 명예교수)를 초빙해 수중음향과의 융합연구를 시도 중입니다.
Q2. 주된 연구 활동은 무엇인가요?
A2. 육상에서 큰 제약조건 없이 장거리 전파가 가능한 전자기파(Electromagnetic Wave)는 수중에서는 높은 감쇠(파동이나 입자가 물질을 통과할 때 일부가 흡수되거나 산란되면서 에너지 또는 입자의 수가 감소하는 현상) 손실로 인해 그 사용이 제한적입니다. 반면 음파는 감쇠가 적기 때문에 주파수에 따라서 수천㎞까지도 전파가 가능하며, 해양에서 효과적인 정보전달 수단으로 사용됩니다. 이런 이유로 수중음파는 해양학의 전반적인 분야에서 음향관측이나 탐사기술에 활용되고 있습니다. 하지만 음파의 전달에 영향을 미치는 해양환경은 시공간적 변동성이 크기 때문에 환경변화에 따른 수중음파전달 특성연구는 음파의 효율적 이용 측면에서 필수적입니다.
수중음향을 이용하는 연구는 크게 국방 분야와 민수 분야(국방 분야 이외 민간에서 필요한 분야)로 나눌 수 있습니다. 저희 연구실에서 수행 중인 국방 관련 분야는 수중음파전달 특성 연구, 수중표적 탐지 및 식별, 소나시스템 알고리즘 개발 및 시뮬레이터 개발, 수중 무선통신 연구 등이 있습니다. 최근에는 국방과학연구소 지원 하에 해양생물 음향신호를 이용한 은밀 수중통신 연구와 해양환경 변동에 따른 통합소나체계 최적 운용조건 연구 등을 수행 중입니다.
민수 분야로는 수중소음(선박 방사소음, 해상풍력발전기 건설 및 운영소음 등) 모니터링 및 해양재해 모니터링 연구 등을 수행하고 있습니다. 특히 최근 신재생에너지에 관한 관심이 높아지며 국내에서도 해상풍력발전단지가 건설되는 중인데, 건설과정 및 건설 이후 운영과정에서 발생하는 소음을 측정·분석하고 모델링하는 연구를 수행하고 있습니다. 또한 최근 들어 동해에서 해저지진이 다수 발생했는데, 저희 연구실에서는 지진해일 조기탐지를 위한 최적의 관측 장비를 연구하고 이를 기상청에 제안하는 과제를 수행하고 있습니다.
좌. 2015년 미국 스크립스해양 연구소와 국제공동실험(SAVEX15, Shallowwater Acoustic Variability Experiment) 중 음향장비를 계류(일정한 곳을 벗어나지 못하도록 밧줄 같은 것으로 붙잡아 매어 놓음)하는 모습.
우. 2017년 미국 워싱턴대학교 응용물리 연구소와 국제공동실험 KOREX17 중 회의하는 모습.
Q3. 연구실 차원 최대 규모의 수중음향실험 전용 수조 실험실을 갖춘 것으로 알고 있습니다. 해양음향공학 연구실만의 특징은 무엇인가요?
A3. 수중음향 분야는 해양을 탐사하기 위해서 필수적인 학문 분야이면서 대표적 융합학문으로서 미국의 경우 해양 관련학과, 물리학과, 국방 관련학과, 전자공학 및 기계공학 등에서 활발한 연구를 수행하고 있습니다. 하지만 우리나라의 경우 일부 대학에서만 연구를 수행하고 있습니다.
저희 연구실은 대형(5×5×5m) 수조 실험실과 다양한 수중음향 실험장비를 보유하고 있어 해양 축소 모의실험 및 실험장비의 검·보정이 가능합니다. 이를 바탕으로 독자적인 해상 수중음향실험이 가능한 ‘국내 유일의 수중음향연구팀’입니다. 따라서 저희 연구실은 해양에서 실측된 음향자료 기반의 실용적인 연구를 지향합니다.
Q4. 그간 연구실의 성과에 대해 말씀해 주세요.
A4. 2018년 11월 ERICA캠퍼스에 미래해양연구센터(센터장 최지웅 교수)가 개소했습니다. 미래해양연구센터는 국가 해양과학기술발전, 해양산업의 경쟁력 강화, 해양안보 증진을 목표로 인공지능, 무인화, 빅데이터 등 4차 산업혁명의 핵심기술들을 국방과학 기술에 접목하는 연구전략을 수립하고 있습니다. 센터 개소 후 대한민국 해군, 국방과학연구소, LIG 넥스원, 한화시스템, STX엔진, 한국해양수산기업협회와 MOU를 체결해 공동연구 및 인적교류에 대한 협업 활동을 추진 중에 있습니다.
좌. 2017년 미국 워싱턴대학교 응용물리 연구소와 국제공동실험 KOREX17 중 최지웅 교수와Peter H. Dahl 교수가 토의하는 모습.
우. ERICA캠퍼스 해양음향공학 연구실에서 보유한 수조 실험실 전경.
Q5. 관련 연구의 기술 수준은 어느 정도인가요?
A5. 저희 연구실은 국방과학 연구소와 함께 2015년 미국 스크립스해양 연구소, 2017년 워싱턴대 응용물리 연구소와 국제공동 해상실험을 수행했습니다. 2020년 4월에는 워싱턴대 연구팀이 한국을 재방문해 저희 연구실과 국방과학연구소와 함께 KOREX(KOrea REverberation Experiment)라는 국제공동 해상실험을 수행할 예정입니다. 미국의 스크립스해양 연구소 및 워싱턴대 응용물리 연구소는 우즈홀해양 연구소와 함께 미국의 3대 해양학 및 수중음향 연구기관으로, 저희 연구팀과의 지속적인 교류는 한양대 해양음향공학 연구실의 기술력을 보여주는 지표라고 생각합니다. 이뿐만 아니라 국방과학 연구소, 한국해양과학기술원, 선박해양플랜트 연구소를 포함한 국내 연구기관들과의 연구과제 수행 및 교류도 활발하게 진행 중입니다
Q6. 향후 연구실 운영 계획 및 목표는 무엇인가요?
A6. 해양음향공학 연구실은 첨단 기술과 수중음향을 접목하고, 학제 간 융합연구를 통해 해양학 분야 4차 산업혁명을 선도할 것입니다. 저희 연구실은 컴퓨터 앞에만 앉아 있는, 현장을 모르는 연구를 지양합니다. 몰아치는 파도 속에서 스스로의 힘으로 소중한 데이터를 획득하고 이를 분석해 시스템에 적용하는 실용인재, 4차 산업혁명 시대의 신기술을 접목할 수 있는 포용력과 문제를 해결할 수 있는 창의력을 가진 인재를 키우는 것이 저희 연구실의 목표입니다.
본 내용은 한양대 소식지 '사랑한대'의 2020년 1,2월호에 게재된 것입니다.
▶ 사랑한대 2020년 1,2월호 보러가기
관련기사
키워드
'한양위키' 키워드 보기
한양커뮤니케이터
newsh@hanyang.ac.kr