AI 기술 결집한 완전 자율 선박, 대서양 건넌다

메이플라워 자율선박(Mayflower Autonomous Ship)은 선장도 승무원도 없는 완전 자율 운항 선박이다. 해상 실험 일환으로 오는 9월부터 대서양을 횡단할 예정. 메이플라워 자율 선박에 이용하는 기술은 해운업계를 크게 바꾸고 바다에 관한 데이터 수집 면에서도 발전이 기대되고 있다.

해양연구기관 프로메어(Promare)와 IBM이 개발한 이 완전 자율 운항 선박은 1620년 미국에 기항한 초대 메이플라워 항해 400주년을 기념해 메이플라워 자율 선박이라고 명명한 것. 이 선박은 영국 플리머스에서 미국 플리머스까지 1620년 메이플라워호가 온 것과 거의 같은 항로로 대서양을 횡단할 예정이다. 인간을 1명도 태우지 않은 자율 선박 항해에 성공하면 메이플아워 자율 선박은 대서양을 횡단하는 첫 대형 완전 자율 운항 선박으로 이름을 올리고 상업용 자율 선박 개발 추진, 해양 연구 변혁에 도움이 될 것으로 기대를 모은다.

물론 현 시점에서 자율 조종이 가능한 자동 운항 선박은 많다. 하지만 이 같은 선박 대부분은 임기웅변 대응을 하지 못하고 조종사 판단에 크게 의존하기 때문에 무인 운항은 어렵다. 메이플라워 자율 선박은 IBM이 개발한 AI와 서버를 분산 배치해 대용량 데이터를 고속 처리하는 엣지컴퓨팅 시스템을 통해 해상에서 감지, 판단을 자동으로 처리하도록 설계되어 있다.

개발팀은 2년에 걸쳐 영국 플리머스 등에서 촬영한 100만장이 넘는 이미지를 이용해 메이플라워 자율 선박 AI를 학습시켰다. 또 기계학습 처리 요구를 충족하기 위해 CPU에는 IBM 파워9를 쓰고 엔비디아 V100 텐서 코어를 탑재한 플랫폼인 IBM 파워 AC922를 채택했다. 3월 기준으로 메이플랑워 자율 선박에 탑재하는 AI는 선박과 부표, 육지, 방파제 등 장애물을 자동 검출 식별할 수 있다.

메이플라워 자율 선박이 엣지컴퓨팅 시스템을 채택한 건 항해 도중 정보량을 많이 전송할 수 있는 광대역 네트워크에 연결하기 어렵기 때문이다. 메이플라워 자율 선박에는 싱글보드 컴퓨터인 엔비디아 젯슨 AGX 자비에르(Jetson AGX Xavier) 여러 대를 탑재했다. 해상에선 엔비디아 젯슨 시스템이 데이터를 로컬로 처리해 AI 의사 결정 속도를 높이고 선내 데이터 흐름과 스토리지량을 줄일 수 있다.

개발팀은 엣지컴퓨팅이 해상에서 자율 운항을 가능하게 해주는 중요한 기술이라며 메이플라워 자율 선받은 환경을 감지해 상황을 판단하고 빠르게 의사 결정을 하는 신속한 행동이 필요하다고 말한다. 또 사이버 공격 등으로부터 데이터를 보호하면서 처리를 해야 한다. IBM 엣지컴퓨팅 솔루션은 메이플라워 자율 선박 같은 미션 크리티컬 작업을 지원하도록 설계했다는 설명이다.

메이플라워 자율 선박은 영국 플리머스에서 미국 플리머스까지 최단 시간에 도달하는 목표로 운항할 뿐 아니라 IBM 의사 결정 자동화 시스템 ODM(Operational Decision Manager)을 이용해 해상에서 충돌 예방을 위한 국제 규칙에 관한 조약 COLREGs, 해상 인명 안전 협약인 SOLAS에 따르도록 설계되어 있다. 또 항해에 영향을 미치는 날씨에 대해서도 관련 기업으로부터 날씨 예측 데이터를 수신하고 날씨를 고려해 운항하도록 설계했다.

3월 기준으로 폴란드에서 메이플라워 자율 선박 본체 건설이 마무리 단계에 들어간 상태라고 한다. 또 5월까지 진행되는 해상 시험에선 메이플라워 자율 선박에 탑재할 예정인 AI를 유인 우주선에 탑재해 레이더, GPS 내비게이션 시스템 등 데이터 입력 테스트가 이뤄진다. 4월 이후에는 이미지 처리와 엣지컴퓨팅, 자율성 테스트도 진행할 예정이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.