서울대 해동일본기술정보센터, 닛케이 모노즈쿠리 10월호 특집 요약해 소개

일본판 GPS 위성 '미치비키(Michibiki)'를 이용한 고정밀 위성 측위, 기후 변동 관측위성 '시키사이(Shikisai)'에서 확보한 위성 리모트센싱 데이터를 활용한 민간 사업 등.

일본이 우주 산업의 거대 변혁기를 맞고 있다. 정부 주도의 준 공공영역에서 벗어나 민간 산업 분야로의 이동을 본격화하고 있다. 대기업이 우주 벤처 기업 투자를 확대하고 있으며, 일본 정부도 '우주산업 비전 2030' 정책을 기반으로 우주 벤처기업에 대한 자금·기술·인재 관련 지원을 강화하고 있다.

닛케이 모노즈쿠리(Nikkei Monozukuri)는 이러한 내용을 담아 10월호 특집호로 '우주비즈니스, 일본의 역습'을 소개했다. 

서울대 해동일본기술정보센터(센터장 김용권)는 최근 이를 번역해 센터 홈페이지에 소개했다. 이를 아래와 같이 정리·편집해 전한다.<자료, 글=서울대 해동일본기술정보센터, 편집=강민구 기자> 관련 홈페이지 링크

1. 위성 정보, 양식업에 활용해 먹이 주기 최적화

우미트론은 양식업의 비용 절감과 작업 부담을 경감하기 위해 '우미가든(UmiGarden)'을 개발해 지난해 6월부터 서비스를 제공하고 있다.

우미트론은 먹이 주기를 최적화하고, 생산자의 감이나 경험에 의존하던 방식을 데이터 분석으로 변혁하려는 시도를 하고 있다.

우미가든은 바다 위 양식장을 헤엄치는 물고기들을 모니터링해 먼 거리에서 먹이 주기를 지원하는 시스템이다. 양식장 안에 설치한 카메라가 물고기의 모습을 촬영하고, 그 영상을 무선 통신으로 스마트폰, 태블릿 등 휴대 단말기로 전송한다.

기존에는 양식장 위에 설치된 자동 먹이 주기 기계의 타이머를 생산자가 스스로 현장에서 설정하거나 투사기로 배 위에서 양식장에 먹이를 투입했다.

양식장의 물고기들은 온도 변화에 민감해 조금이라도 수온이 달라지면 먹이를 먹는 양이 달라진다. 생산자가 물고기의 모습을 직접 관찰하며 먹이를 조금씩 제공해 먹이 양을 상황에 맞게 판단한다.  

바다 양식장에서는 물고기에게 주는 먹이 양이 너무 적으면 생육 상태가 나빠지는 반면 먹이를 너무 많이 주면 환경 파괴나 사료 비용 증가로 이어진다. 

우미트론은 딥러닝 기술 활용해 이부분을 개선할 계획이다. 바다 양식장을 촬영한 영상을 통해 물고기들의 헤엄치는 모습을 분석하는데 이용, 영상을 바탕으로 물고기가 먹이를 먹고 있는지를 수치화해 제공하는 먹이 양을 최적화한다.

분석 모델의 정밀도를 높이기 위해 현재 에히메 현 아이난 정과 연구를 계약, 오이타현이 채택한 기술 실증 사업으로 현지 양식 종사자들과 함께 바다 양식장의 데이터 수집·분석을 수행한다.

2. 위성 데이터로 소나무 기생충을 시각화

마사토 가토(Masato Katoh) 신슈 대학 산림과학연구소 교수는 산림 리모트 센싱의 권위자로 레이저 스캐닝, 드론, 위성을 조합해 산림을 계측하는 '스마트 정밀 임업'에 기반을 둔 산업 구조인 '나가노 모델'을 제창한다.

가토 교수는 위성 데이터를 활용한 산림 계측의 정밀화를 추진하고 있다. 수목 종류와 소나무 기생충으로 인한 나무의 피해 상황을 시각화한다. JAXA가 오는 2020년 발사할 예정인 광학위성 'ALOS-3'을 전제로 위성의 데이터로 수목 종류와 피해 상황을 확인할 수 있을지를 검증했다.

가토 교수는 센서의 분해능과 관측 파장역이 긴 ALOS-3에 가까운 미국 DigitalGlove의 상업광학위성 'World View-2'의 영상 데이터를 이용해 나무 피해 상황으로 인한 분광 반사 특성 차이로 위성 영상에 찍힌 나무들을 각각 '건강 나무', '피해 나무'로 분류하는데 성공했다. 

3. 자율주행을 뒷받침하는 기술

미래 자동차 기술로 빠른 속도로 개발되고 있는 자율주행. 미치비키의 고정밀 측위는 그 실현에 불가결한 측위 기술의 선택지로서 기대를 모은다. 

미쓰비시전기는 미치비키를 활용한 자율주행차 'xAUTO' 실증실험을 산요 자동차도의 일부 구간에서 시행하고 있다. GPS를 보강해 정밀도를 향상시켜주는 미치비키의 센티미터 급 측위 보강 서비스(CLAS, centimeter Level Agmentation Service)를 측위에 이용한다.

전방감시 카메라와 주변감시 카메라, 밀리미터파 레이더, 소나(Sound navigation and ranging, SONAR) 등 인지·판단·조작 관련 센서를 이용한 자율형 자율주행과 위성 시스템을 비롯한 인프라형 자율주행을 병용하고 있다. 

CLAS는 인프라형 자율주행에 활용된다. 자신의 차량 위치와 주행중 차선, 차선 위에서 좌우 중 치우친 정도를 파악할 수 있다. CLAS는 GPS의 보강 정보가 위성으로부터 전송되어 오기 때문에 지상 네트워크 설비가 필요 없다. 

4. 훗카이도에서 제설차 시범 운행에 도입

NEXCO 동일본은 올해 1월 31일에 훗카이도에서 미치비키를 활용한 제설차 운전지원시스템의 시범 운행을 시작했다. 최초로 도입한 이후 갓길의 눈을 치우거나 트럭에 쌓을 수 있도록 하는 '로터리 제설차'로 도입 구간은 도오자동차도의 이와미자와IC~비바이 IC 간 거리 21m이다. 

로터리 제설차를 이용한 작업은 눈에 덮혀있는 도로에서 진행된다. 이 때에는 주행중 가드레일의 위치를 알 수 없어 도로 구조물에 부딪히는 위험성이 있다. 그동안 작업자의 경험에 의존했지만 노령화로 인해 베테랑 작업자가 줄어들고 있다.

이에 도입된 시스템은 미치비키로부터 신호와 고밀도 지도 정보를 조합해 제설차의 운전석 모니터에 정확한 위치를 표시해 오퍼레이터의 운전을 지원한다. 또한 제설차의 위치 확인과 시야 불량 시 안전확인, 작업 위치에 대한 연락 등 오퍼레이터를 보조하는 조수의 작업 경감으로 이어질 수 있도록 한다. 

올해 2월에는 로터리제설차의 공개실험을 실시했다. NEXCO 동일본 훗카이도지사에 의하면 공개 실험에서 오차는 십 수 cm 이내였다.

로터리제설차가 갓길에서 작업 시 흰색 선의 폭은 20cm이기 때문에 작업 중 주행 차선을 이탈하지 않고 안전을 확보할 수 있는 범위이다. NEXCO 동일본은 앞으로 시범 운행 도입과 수신기, 3D 지도 보급 등을 종합적으로 판단해 평가·검토할 계획이다.  

5. 아보카도와 바나나 육성 상황을 정확하게

히타치제작소는 일본 총무성에서 위탁 받아 호주에서 미치비키의 고정밀 측위와 드론을 조합한 실증 실험을 시행했다.

지난 2016년에는 온도를 재기 위한 적외선 카메라, 식물의 건강 상태 등을 관찰하는 멀티스팩트럼(Multispectrum) 카메라 등의 기기가 탑재된 드론을 아보카도 농장 위를 비행시켜 농장의 지도를 작성, 육성 상활을 관리했다. 

이듬해 바나나 농장에서 동일한 기기들을 탑재한 다른 종류의 드론을 이용해 잡초 탐지, 태블릿을 통한 확인 등 영농에서의 성능을 검증했다. 이 실험에서는 수평 5.5cm, 수직 4.5cm의 높은 정밀도의 측위를 실현했다. 

6. 정부가 활성화를 지원, 민간 자금을 우주로

민간 비즈니스 영역으로서 우주산업을 개척하는 움직임이 일고 있다. 올해 3월 20일 일본 내각부가 개최한 '우주심포지엄'에서 아베 총리는 일본 내 우주 산업을 육성하는 새로운 정책인 '우주 벤처 육성을 위한 새로운 지원 패키지'를 발표했다.

혁신적인 우주 비즈니스 아이디어 사업화를 지원하는 아이디어 콘테스트 'S-Booster'와 우주 벤처와 투자가를 연결하는 우주 비즈니스 투자 매칭 플랫폼인 'S-Maching' 등으로 다른 업종 참여와 새로운 비즈니스 창출을 촉진한다. 향후 5년간 민관이 함께 약 9970억원(1000억엔) 규모의 위험성 자금(Risk Money)을 우주 비즈니스에 투입한다.  

정부뿐만 아니라 대기업의 우주 벤처 투자도 잇따르고 있다. 달 탐사 미션을 계획하고 있는 iSpace(도쿄)는 지난해 12월 시리즈A로 당시 일본 사상 최대인 약 1006억원(101억 5000엔)의 자금을 조달했다.

출자자 명단에는 일본산업혁신기구 등 정부계 펀드를 비롯해 일본항공, 스즈키, 돗판인쇄, 유니카 미놀타와 같은 대기업이 이름을 올렸다. 

새로운 정책 패키지의 핵심 중 하나인 'S-Maching'은 우주 비즈니스를 목표로 하는 기업가와 민간 투자가를 연결한다. 우주 비즈니스로의 민간 투자를 가속화시켜 자금을 확보한다. 

특히 '다른 분야에 비해 어렵다'는 초기 개발단계에서 자금 조달을 활성화시켜 차기 우주비즈니스를 창출하기 위한 토대를 만들 계획이다.  

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