MIT가 개발한 배터리 없는 수중 내비게이션 시스템

MIT가 물속에서 사용하는 새로운 내비게이션 시스템을 개발했다. 이 시스템은 지상과 공중에서 GPS가 가는 방향 안내를 물속에서 실현하려는 것.

GPS는 수중에 거의 닿지 않는다. 전자파와 물은 궁합이 좋지 않다. 잠수함에서 수중 음파 탐지기 등을 이용하는 것도 이런 이유에서다. 소나는 음파를 발신하는 다른 수중 물체와 해저에서 반사를 측정한다. 하지만 소나를 비롯한 음성 신호 방식은 일반적으로 소비 전력이 크다. 따라서 MIT가 개발하는 배터리가 필요 없는 시스템에는 큰 가능성이 있다고 할 수 있다.

GPS는 전력 효율이 좋은 시스템으로 자동차 내비게이션에서 스마트폰 지도까지 이동 방식을 크게 바꿨다. 현재 수중 항법 기술 한계는 음파 발생 발신 장치를 구동하기 위해 크고 빨리 소모되는 배터리팩이 필요하다. MIT 시스템을 이용하는 새로운 배터리가 필요 없는 음성 내비게이션 시스템은 직접 음을 만들어내는 게 아니라 주위 신호를 이용한다.

시스템이 사용하는 압전재료는 기계적 응력을 받아 전하를 생성한다. 응력은 음이 재료에 미치는 충격으로 생긴다. 연구팀은 압전재료를 이용한 센터에서 음파 정보를 바이너리 코드로 변환하는 방법을 짜내 주변 해수 온도와 함유 염분 등 측정에 사용하고 있었지만 이를 위치 결정에도 사용한다는 이론을 세운 것이다.

물론 생각처럼 쉬운 일은 아니다. 소리는 다양한 수중 표면에서 반사되는 예상치 못한 각도에서 돌아올 수 있기 때문. 하지만 연구팀은 주파수 호핑이라는 방법으로 이 문제에 대처, 넓은 범위 파장에 걸쳐 정보를 모았다. 이게 심해에서 효과를 발휘하자 연구팀은 얕은 수심 잡음 환경에서도 효율을 높이는 방법을 연구하고 있다. 또 이 시스템과 같은 기술을 기반으로 앞으로 버전에선 미래형 로봇 탐사 잠수함에 의한 해저 지도화 효율을 높이고 모든 자동 모니터링과 수중 탐색을 가능하게 하는 게 목표다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.