다가오는 4차 산업혁명은 미래 사회·경제·산업 등 전 분야에 걸쳐 막대한 영향을 끼칠 것으로 예상되고 있으며 패러다임 변화의 속도는 기술의 발전과 함께 점차 빨라지고 있다. 이는 전 세계적인 추세이며 피할 수 없는 것으로 전망되고 있으며 최근 국·내외 해운업계에서는 자율운항선박에 대한 논의가 활발히 증가하고 있다. 이에 한국해양수산개발원은 지난 2월 8일 산·학·연 전문가들과 함께 ‘자율운항선박 도입을 위한 정책 세미나’를 개최하여 자율운항선박의 국내·외 정책동향 및 파급효과 등을 공유하고 향후 전망에 대해 의견을 나누었다.

 해사산업 중 가장 중요한 4차 산업혁명 기술은 자율운항선박이다. 이는 해운·해사·항만·물류와 조선 및 기자재 산업을 송두리 째 변화시킬 수 있는 게임 체인저(Game Changer)가 될 것으로 예상되고 있으며 관련 첨단기술의 발전을 이끌고 있다. 자율운항기술은 비용 절감 등 긍정적인 측면과 함께 보안문제 등의 부정적인 측면도 가지고 있는 것으로 분석되고 있으며 미래 해운산업을 선도하기 위해서 우리나라는 관련 법제도 및 국제표준화 정책을 먼저 검토하고 개발하여야 한다.

 현재 해양수산부의 ‘스마트 자율운항선박의 개발 및 해운항만 운용서비스 개발’ 추진사업은 자율화 수준(STEP 4)으로 진행되고 있으며 이는 시스템이 주변 환경을 스스로 인식하고 제어하는 선박을 목표로 하고있다. 관련 핵심기술은 상황인식, 원격제어, 자율운항, 사전 유지보수 예측기술, 운항조정 기술 등 5가지로 구성되어 있고, 이를 통해 정부는 해상물류비용 10~20% 절감, 해양 인적사고 30% 감축, 화물처리 속도 33% 향상을 전망하고 있다.

 자율운항선박의 도입에 대비하여 각 산업은 대응전략을 구축할 필요가 있다. 항만·물류의 측면에서는 항만의 자동화 및 무인화에 따른 항만 일자리 감소, 비상 시 대응절차 확립 등 부작용을 최소화하기 위한 노력이 필요하다. 조선 및 기자재 산업분야에서는 국내 산업을 보호하기 위한 전략과 국제적 표준을 수용하기 위한 방안을 모색해야 한다. 또한, 일자리 측면에서는 자율운항선박 도입에 따라 일자리가 감소할 것으로 예상되는 가운데 직무 변화에 따라 새로이 창출되는 ICT 기반 신규 일자리에 대한 고민이 필요하다.

 한편, 관련 해사기관의 예측에 따르면 자율운항선박은 향후 10~15년 내에 상용화 될 것으로 예상되고 있다. 효과적으로 자율운항선박을 개발하고 관련 규제에 대응하기 위해서는 무엇보다도 범정부차원에서 기술개발 및 협력이 이루어져야 하고, 이를 위해서는 해운·항만·조선 분야의 정부·산·학·연 협의체 구성이 필요하다. 또한, 자율운항선박의 기술 선진국인 북유럽 국가 등과 협력하여 개방형 생태계의 구축이 필요하다.

자율운항선박은 4차 산업혁명시대의 거부할 수 없는 숙명

 4차 산업혁명에 따라 각 산업별로 변화를 이끄는 트렌드가 등장하고 있는 가운데 해사산업의 중심에는 자율운항선박이 위치하고 있다. 이는 해운·해사·항만·물류와 조선 및 기자재산업을 탈바꿈 시킬 것으로 예상되고 있으며 관련 산업의 디지털화, 플랫폼 연결 및 지능화를 재촉하고 있다. 자율운항선박은 선박의 연비 증진, 비용 절감, 인적요소에 의한 해양사고 방지 등 안전과 보안의 긍정적인 측면과 선원의 일자리 감소와 선원업무의 변화, 자동화와 ICT 통합기술에 따른 복잡한 안전사고 및 보안사고 우려, 사고의 책임 및 보상, 보험문제 등 부정적인 측면이 상존하고 있는 것으로 분석되고 있다.

선제적 대응과 선도적 역할의 수행이 핵심

 덴마크, 노르웨이, 핀란드, 영국, 일본, 중국 등의 국가에서는 이미 자율운항선박에 대한 기술 개발과 함께 국제표준을 선점하기 위한 연구개발(R&D) 투자, 법제도 및 정책 개발과 기술영향평가에 집중하고 있다. 최근에는 유럽 국가를 중심으로 다양한 국제협력세미나가 개최되고 있으며 개방된 기술협력체계가 구축되어 많은 전문가들이 활동하고 있다. IMO에서도 4월 자율운항선박에 대한 법적인 이슈를 시작으로 본격적인 논의를 시작할 예정이다.

 자율운항선박의 개발의 장벽으로는 유엔해양법에 따른 관할권 문제, 해상에서의 충돌방지를 위한 규정의 도출, 미래 선원의 문제, 환경보호, 선박의 건조요건 및 기술조건, 책임과 보상 및 보험 이슈, 사이버 보안 및 테러 등이 거론되고 있으며, 이에 대한 규정 개발이 논의되고 있다. 우리나라는 명확한 정책 방향을 설정하고 관련 전문가를 중심으로 국내법 적용의 검토, IMO 대응전략, 유럽(EU)의 자율운항선박 법적 해결책 논의 등을 주도적으로 살펴보아야 한다. 더불어 자율운항선박의 미래 운항형태를 분석하여 신 비즈니스 모델에 대한 연구도 함께 수반되어야 한다.

자율운항선박은 미래 해상물류체계의 새로운 성장 동력

 정부는 해양수산분야의 4차 산업혁명의 대응 및 차세대 혁신성장을 주도하기 위해 ‘스마트 자율운항선박의 개발 및 해운항만 운용서비스’ 정책을 추진하고 있다. 스마트 해상물류체계는 육·해상을 관통하는 스마트 통신망을 매개로 하여 자율운항선박 및 스마트 항만으로 이루어진 하나의 통합 물류체계를 의미한다. 정부는 이를 통해 해운운임의 하락 장기화, 낮은 물류 성과지수, 지속적인 해양사고 발생 등을 개선하고 양질의 일자리를 창출하겠다는 뜻을 내비쳤다. 구체적으로 해수부는 선박운영비용 22% 감축, 최적안전항로를 제공하여 해양 인적사고 30%감축, 항만장비 자동화 기반 스마트 항만을 실현하여 초대형 컨테이너선박 처리시간을 40% 단축, 로봇 기반 화물처리 자동화로 화물처리속도 33%이상 향상시키겠다는 계획을 발표했다.

 현재 우리나라의 자율운항선박은 상황인식기반 운항제어 시스템을 기반으로 선박이 정상 운영 시에는 육상제어 센터에서 감독 및 정보를 공유하고, 비상시에는 선박을 원격 조정할 수 있는 운용기술 개발을 목표로 하고 있다. 이는 선박 완전자율화의 바로 전 단계에 해당한다. 기술 개발의 핵심은 센서, 선내 IoT, 빅데이터, 인공지능 기술, 통신 및 원격제어 기술 등이 결합된 상황인식 기술, 원격제어 기술, 자율운항 기술, 예지보전 기술, 운항조정 기술 등 5가지로 구성되어 있고 현재 우리나라의 기술 수준은 선진국 대비 70~80% 수준인 것으로 분석되고 있다.

 성공적인 자율운항선박의 도입을 위해서는 기술 개발과 더불어 주요 이슈의 해결을 위한 사회적 공감대 형성과 협조가 필수적이다. 사이버 보안, 빅데이터, 인력양성 및 교육, 일자리, 사고발생에 따른 책임소재, 인공지능의 윤리의식 이슈에 대한 폭 넓은 논의가 이루어져야 한다. 또한 데이터의 소유권에 대한 법적 문제 해결, 대기업 데이터 독점에 의한 중소기업의 경쟁력 상실 우려에 대한 사항, 선박운항 교육 위주에서 IT 등 기술교육과 자율운항선박 운용에 필요한 변화된 교육과정의 개발이 추진되어야 한다. 특히, 자율운항선박으로 인한 선원에 대한 일자리 급감에 대한 우려를 해결하기 위한 노력, 해양 사고 발생 시 책임소재와 배상 및 보험 구상 청구권의 문제, 인공지능에 대한 오작동 및 남용에 따른 역기능 문제 등 사회문화적 영향평가가 반드시 수반되어야 한다.

우리나라 환경에 맞는 전략을 구축해야

 우리나라의 자율운항선박과 관련된 기술개발과 정책은 글로벌 트렌드에 대처하는 정도에 그치고 있는데, 이는 미래 트렌드 대응 경험 부족과 기술 개발과 관련된 리스크 대비 체제가 미흡하기 때문인 것으로 분석되고 있다. 최근 3년간의 인터넷 검색 키워드를 통해 자율운항선박에 대한 인식을 살펴보면, 우리나라의 경우에는 경제적 편익과 관련된 긍정적인 키워드가 대부분인 것을 확인할 수 있지만 해외의 경우, 긍정적·부정적 키워드가 공존하고 있는 것을 볼 수 있다. 이를 통해, 우리나라는 자율운항선박에 대한 사회인식이 경제성 측면으로 치우쳐져 있다는 것을 알 수 있다. 자율운항선박의 파급력을 고려했을 때, 경제적인 영향력뿐만 아니라 사회 시스템 전반에 대한 인식의 폭을 넓히고 이를 바탕으로 사회적공감대를 형성해야 한다.

 자율운항과 직접적으로 연계되어 있는 해양산업 역시 변화에 대응하기 위한 전략을 세워야 한다. 조선, 기자재, 해운항만물류 산업 등이 이에 해당한다. 조선분야의 경우 조립산업의 성격은 변화하지 않지만 세부적인 요소의 산업 생태계가 변할 것으로 예상되고 있다. 특히, 모든 요소의 디지털화가 중요해짐에 따라 조선 분야에서도 테슬라와 같은 IT 기술 기반의 기업이 중요해 질 것이다. 기자재 분야는 전통적 제조업에서 데이터 축척, 통합화, 모듈화 기반의 산업으로 변화하게 될 것이며 이를 바탕으로 요소 부품들이 아닌 통합적 분야로 발전할 것으로 전망된다. 해운항만물류 산업의 경우, 운영비용의 감소와 선박 도입의 비용 상승 등의 상충 효과를 고려하여 가장 효과적인 비즈니스 모델을 개발하는 것이 중요해 질 것으로 보인다.

자율운항선박 핵심기술개발 현황

 우리나라는 미래 조선 산업의 선도를 통한 시장점유율 35% 유지와 세계 1위 탈환을 목표로 자율운항선박의 실현 이전 단계인 과도기 기술 및 시스템 최적화를 중심으로 개발을 추진하고 있다. 선박 운영비 절감을 목표로 하는 총 6가지 핵심 기술은 다음과 같다. 첫 번째 핵심기술은 스마트 자율운항선박 기술 개발이며 이는 선원 4명 정도의 승선을 통하여 선박 운항안전성을 확보하고 화물운송이 가능한 기능을 구현하기 위한 기술이다. 두 번째는 자율운항 시운전 센터 구축을 위한 기술은 자율운항 선박의 성능 평가 및 인증을 위한 센터 구축을 위한 기술이며, 센터 구축 시 스마트 자율운항 선박 시운전 감독, 자동화 시스템 테스트, 해상에서의 피항, 자동화 시스템 바이러스 침입 차단 제어 등을 시험한다. 세 번째는 선박과 시운전센터의 연계기술 개발이며, 이 기술은 자율운항선박과 시운전센터간의 통신, 보안, 제어를 위한 플랫폼 개발이다. 네 번째는 항만 연계 시스템 기술 개발이며, 이 기술은 항계 내 입출항을 위한 상황인식기반 운항시스템과 항만 접안 고도화 기술을 포함한다. 다섯 번째는 운항조정 상황실 관련 기술인데 운항조정 상황실은 기존의 VTS 관제실과 유사한 기능을 갖게 될 것으로 보인다. 마지막은 완전 무인화 선박을 대비하기 위한 법률, 제도, 규제의 제정 및 개정 그리고 국제표준화 대응 및 인력양성을 위한 프로그램을 위한 운용서비스 및 제도의 개발이다.

자율운항선박의 도입이 관련산업에 미치는 파급효과

 자율운항선박이 가지는 막대한 영향력을 고려했을 때, 예상되는 부작용을 최소화할 수 있는 대응책이 반드시 수립되어야 한다. 우리나라는 AMP, 터미널 자동화, LNG 추진선과 같은 기술에 대한 논의는 이루어져 왔지만 자율운항선박 도입에 대한 대비는 미흡한 실정이다. 특히, 메가포트인 부산항은 패러다임에 대비하기 위해 항만 접안에 대한 기술과 시스템, 하역장비의 자동화로 인한 정보 전달 등 체계적이고 심층적인 고민이 필요하다.

 선박 보험업계는 자율운항선박의 도입에 적극적인 태도를 취할 것으로 전망되고 있다. 선주상호보험의 선원 및 여객, 타선과의 충돌, 오염, 화물 등 보상 범위별 책임 및 비용이 다른 양상을 보일 것으로 예상되는 가운데 자율운항선박 기초 기술의 신뢰도에 따라 전체적인 보험비용은 달라질 수 있다. 한편, 자동화 특성상 데이터를 통한 조사의 용이성은 증가할 것으로 보인다. 또한, 향후 자율운항선박은 해난으로 인한 난파선 구조시스템과 시스템 결함 또는 사이버 공격에 대비한 예방 및 조치시스템 마련이 모색되어야 한다. 무인자동차의 경우, 현재 미국의 기준으로는 차량 오작동으로 인하여 사고 발생 시 제조사에서 책임을 지는 것으로 보고 있다. 선박 역시 제조물책임법의 연장선에서 조선사 및 운영자가 책임을 질 것으로 보이며, 이러한 오작동을 막기 위해 선박의 이중안정성에 관해 향후 안전설계의 여러 부분이 바뀔 것으로 전망되고 있다.

 자율운항선박은 기존 선박 연계산업에 획기적인 변화를 요구하고 있으며 국제적 차원의 기술 및 규제를 수용해야 할 것으로 보인다. 관련 산업의 개방적 생태계 구축을 위해서는 전통적 ICT 시스템 업계와의 협업과 장비의 표준화를 통해 국내 산업 보호를 위한 전략적인 접근과 해법이 마련되어야 한다.

 기술의 도입은 산업의 일자리 구조에도 큰 변화를 가져올 것으로 보인다. 기존 선박은 선원이 탑승하여 운항하였지만 향후 자율운항선박은 선원이 사라지고 육지에서 운항사가 선박을 관리하고 운항하는 AL6단계(사람이 승선하지 않음)의 모습으로 바뀔 것으로 전망된다. 향후 선원의 일자리 감소 문제에 대해서는 현재 탑승하고 있는 선원들의 대부분이 외국선원이라는 점에서 앞으로 지켜봐야 할 것으로 보인다. 기존의 선원들의 역할은 줄어들고 운항사의 역할이 커질 것으로 기대되는 상황에서, 한국해양수산연수원 등 선원을 양성하고 교육하는 기관은 기존의 항해기술보다는 IT기술을 기반으로 하여 기존 항해기술을 보조하는 방향으로의 교육 정책을 개편해야 할 필요가 있다.

 국내·외 선사들은 선박이 건조부터 폐선 될 때까지의 비용과 유인선박에 선원을 승선시켜 운항하는 비용을 비교했을 때, 자율운항선박을 운항했을 경우가 비용이 더 적게들 것으로 예측하고 있다. 하지만, 최종단계의 자율운항선박은 운항 중에 선박이 고장 났을 경우 이를 대응할 수 있는 선원이 탑승하고 있지 않기 때문에 즉각적인 대응에 어려움이 예상된다. 또한, 유인선박에 비해 운전상태 감시를 위한 더 많은 센서가 필요하고 더불어 계측된 데이터의 양도 증가할 것으로 보인다. 해기사는 유지보수를 위한 역할에 집중하고 조선공학자는 데이터를 이용하여 분석 하는 등의 각자의 역할을 나눠 빅데이터 기술을 통해 여러 가지 상황을 미리 예측하고 선박과 관련하여 유지보수를 시행할 수 있을 것으로 전망된다.