파도 예측 으로 친환경 에너지 효율성을 높일 태세를 갖춘 스마트 로봇

새로운 연구에 따르면 실시간 파도 움직임을 예측할 수 있는 수중 로봇은 해양 재생 에너지 생산 비용을 크게 절감할 수 있다. 에든버러 대학교(University of Edinburgh)의 엔지니어들은 자율 로봇이 난기류에서 안정적으로 작동할 수 있도록 하는 혁신적인 계산 및 실험 방법을 개발했다. 이러한 발전은 해상 풍력 발전 단지와 조력 터빈의 유지 보수를 보다 효율적이고 안전하게 만들어 기계 안정성과 정밀도를 방해하는 불규칙한 파도 조건으로 인해 현재 제기되는 문제를 제거할 수 있다.

이 연구는 일상적인 유지 보수 작업을 위해 자율 로봇을 해양에 배치하면 화석 연료원에 비해 일반적으로 높은 재생 에너지 비용을 줄일 수 있는 방법을 강조한다. 또한 선박, 헬리콥터 또는 복잡한 리프팅 프로세스에 의존하는 작업을 간소화하고 위험한 해양 환경에 대한 인명 노출을 최소화할 수 있다.

이러한 개발의 중심에는 로봇이 예측할 수 없는 조건에서도 안정성을 유지하는 데 도움이 되는 도구가 있다. 테스트는 에든버러 대학의 FloWave 탱크에서 수행되었으며, 북해의 파도 데이터를 활용하여 실제 조건을 시뮬레이션했다. 이 시스템에는 파도 방향과 높이에 대한 정보를 근처의 로봇에 직접 전달하는 파도 감지 장비가 해저에 연결되어 있다. 그런 다음 이러한 로봇은 교란을 예측하고 대응하여 안정적인 위치를 유지하고 운영 안정성을 높일 수 있다.

연구 결과에 따르면 이 시스템은 파도 충격이 여전히 클 수 있는 수심 깊은 곳뿐만 아니라 수면 근처의 로봇에게도 효과적으로 작동한다는 것을 보여준다. 연구원들은 이 새로운 기술이 해양 조건의 급격한 변화에 너무 느리게 반응하는 경향이 있어 성능에 대한 신뢰성이 떨어지는 경향이 있는 기존 제어 시스템에 비해 개선된 것이라고 지적했다.

박사 학위 연구의 일환으로 개발을 주도한 카일 워커(Kyle Walker) 박사는 "현재 가장 큰 한계는 환경 교란을 효과적으로 인식하고 대응하는 로봇의 능력이며, 이는 현재 소형 해저 차량의 사용을 근본적으로 제한하고 있습니다. 미래의 파동 교란에 대한 예측을 형성하고 이를 제어 시스템 내에 통합함으로써 로봇 하드웨어를 거의 또는 전혀 변경하지 않고도 이 범위를 확장할 수 있습니다. 이 기술을 현장에 적용한다는 점에서 이는 큰 이점이며 현재 시장에 나와 있는 대부분의 차량에 우리 시스템을 적용할 수 있게 해줍니다."

앞으로의 노력은 안정적인 위치를 유지하면서 녹 감지 또는 전기 수리와 같은 복잡한 작업을 수행하는 로봇의 정밀도를 향상시키는 데 중점을 둘 것이다. 이 연구는 Engineering and Physical Sciences Research Council의 지원을 받았으며 Heriot-Watt University와 University of Edinburgh의 녹색 에너지 이니셔티브인 ORCA Hub 프로젝트의 결과를 기반으로 한다.

연구를 이끈 에든버러 대학교 공과대학의 프란체스코 조르지오-세르치 박사는 "해양 재생 가능 설비를 유지 관리하기 위해 자율 로봇의 사용을 늘리면 청정 에너지 생산 비용을 절감하는 데 혁신적인 효과를 가져올 수 있다"고 강조했다. 이 기술을 더욱 발전시키면 해상에서 무인 로봇 채택에 단계적 변화를 가져오고 해양 부문의 자동화 수준을 획기적으로 높이는 데 도움이 될 수 있습니다." (Energy Daily)