우리와 함께 지속 가능한 미래를 향해 항해하며 INS
EPFL의 열정적인 학생 협회와 SBG Systems가 지속 가능한 미래를 향해 어떻게 함께 항해하고 있는지 확인해 보세요.
“Ellipse-N은 보트의 시동을 켤 때마다 100% 신뢰할 수 있는 요소 중 하나입니다. 우리 항법 제어 소프트웨어의 핵심이며, 이것이 없다면 우리 보트는 눈이 멀게 될 것입니다.” | 율레스 베르빌(Jules Bervillé), 전자 소프트웨어 부서 총괄
지속 가능한 혁신으로 미래의 엔지니어 역량 강화
스위스의 명문 대학인 로잔 연방 공과대학교(EPFL)의 역동적인 학생 협회가 신재생 에너지 분야에서 두각을 나타내고 있습니다. 해상 운송의 혁신을 사명으로 삼은 이들은 신재생 에너지를 기반으로 하는 포일링(foiling) 보트를 건조하고 친환경적인 미래를 향해 항해하고 있습니다.
태양광 보트를 성공적으로 건조한 이들은 현재 하이브리드 태양광/수소 보트를 개발 중입니다. 첫 번째 보트는 모나코 에너지 보트 챌린지(Monaco Energy Boat Challenge)의 솔라 클래스(Solar Class) 출전을 위해 건조되었으며, 2021년과 2022년에 출전하여 인상적인 성과를 거두었습니다.
이제 이들은 수소와 태양광 에너지를 모두 동력으로 사용하는 새로운 보트로 씰랩 클래스(Sealab Class)를 겨냥하고 있습니다.
신뢰할 수 있는 IMU와 함께하는 안전하고 순조로운 항해
Ellipse-N은 그들의 요구에 완벽하게 부합한다는 것을 입증했습니다. 고급 IMU 기능 덕분에 정확한 방향 및 모션 측정값을 제공했습니다. Ellipse-N을 비행 제어 소프트웨어에 통합한 것은 보트 항법 시스템의 기반이 되었으며, 정밀한 제어와 안정성을 보장했습니다.
전자 소프트웨어 부서 책임자인 줄스 베르빌레(Jules Bervillé)는 Ellipse-N에 대해 다음과 같이 평했습니다. “Ellipse N은 보트의 전원을 켤 때마다 100% 신뢰할 수 있는 요소 중 하나입니다. 이는 비행 제어 소프트웨어의 핵심이며, 이것이 없다면 우리 보트는 눈이 멀게 될 것입니다”.
Swiss Solar Boat의 다음 도약
지속 가능성에 대한 열정과 혁신에 대한 의지를 바탕으로, 팀원들은 자사 보트가 친환경 해상 운송을 선도하는 미래를 그리고 있습니다. 이들의 다음 목표는 규모를 확장하여 수소 에너지를 더 크고 빠른 선박에 통합하는 것입니다.
지속 가능성을 향한 단계별 도약
EPFL 학생 그룹과 SBG Systems 간의 파트너십은 협력이 어떻게 새로운 아이디어를 현실화할 수 있는지 보여줍니다. 우수성과 지속 가능성에 대한 그들의 공통된 약속은 소형 선박조차도 미래의 바다에 큰 영향을 미칠 수 있음을 증명합니다.
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파도 측정 센서란 무엇인가요?
파도 측정 센서는 해양 역학을 이해하고 해양 작업의 안전성과 효율성을 향상시키는 데 필수적인 도구입니다. 파도 상태에 대한 정확하고 시의적절한 데이터를 제공함으로써 해운 및 항해부터 환경 보전에 이르기까지 다양한 분야에서 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 돕습니다. 파고 부이(Wave buoys)는 파도의 높이, 주기, 방향 등의 파도 매개변수를 측정하기 위해 센서가 장착된 부유식 장치입니다.
일반적으로 가속도계나 자이로스코프를 사용하여 파도의 움직임(예: 파도 주기)을 감지하며, 분석을 위해 실시간 데이터를 육상 시설로 전송할 수 있습니다.
수심 측량이란 무엇인가요?
수심 측정은 수중 지형의 깊이와 형태를 연구하고 측정하는 분야로, 주로 해저 및 기타 수중 지형을 매핑하는 데 중점을 둡니다. 이는 지형학의 수중 버전으로, 대양, 바다, 호수, 강 등의 수중 특성에 대한 상세한 통찰력을 제공합니다. 수심 측정은 항해, 해양 건설, 자원 탐사, 환경 연구 등 다양한 응용 분야에서 핵심적인 역할을 합니다.
현대적인 수심 측량 기술은 단빔 및 다빔 에코 사운더와 같은 소나 시스템에 의존하며, 이 장비들은 음파를 사용하여 수심을 측정합니다. 이 장치들은 해저를 향해 음향 Pulse를 발신하고 에코가 돌아오는 시간을 기록하여 물속에서의 음속을 기준으로 수심을 계산합니다. 특히 다빔 에코 사운더는 해저의 넓은 지역을 한 번에 매핑할 수 있도록 하여, 매우 상세하고 정확한 해저 표현을 제공합니다. 종종 RTK + INS 솔루션이 결합되어 해저의 정확한 3D 수심 측량 표현을 생성합니다.
수심 측정 데이터는 수중 암초, 난파선, 모래톱과 같은 잠재적인 수중 위험 요소를 파악하여 선박이 안전하게 항해할 수 있도록 안내하는 항해해도 제작에 필수적입니다. 또한 과학 연구에서도 중요한 역할을 하여 연구자들이 수중 지질학적 특징, 해류 및 해양 생태계를 이해하는 데 도움을 줍니다.
부표는 무엇에 쓰이나요?
부표는 주로 해양 및 수중 환경에서 여러 가지 핵심 목적으로 사용되는 부유식 장치입니다. 부표는 수역 내의 안전한 항로, 수로 또는 위험 구역을 표시하기 위해 특정 위치에 설치되는 경우가 많습니다. 선박을 안내하여 암초, 얕은 수심 또는 난파선과 같은 위험한 지점을 피할 수 있도록 돕습니다.
선박의 계류 지점으로 사용됩니다. 계류 부표를 사용하면 닻을 내릴 필요 없이 선박을 고정할 수 있으며, 이는 닻을 내리는 것이 비실용적이거나 환경을 훼손하는 지역에서 특히 유용합니다.
계기 부이(Instrumented buoys)에는 온도, 파고, 풍속, 기압과 같은 환경 조건을 측정하기 위한 센서가 장착되어 있습니다. 이러한 부이는 일기 예보, 기후 연구, 해양학 연구를 위한 귀중한 데이터를 제공합니다.
일부 부이는 수중 또는 해저에서 실시간 데이터를 수집하고 전송하는 플랫폼 역할을 하며, 주로 과학 연구, 환경 모니터링, 군사적 목적으로 사용됩니다.
상업 어업에서는 부표를 이용해 덫이나 그물의 위치를 표시합니다. 또한 부표는 수중 양식장의 위치를 표시함으로써 양식업에도 도움을 줍니다.
부표는 또한 정박 금지 구역, 어업 금지 구역, 수영 구역과 같은 지정 구역을 표시하여 수역 내 규정을 준수하도록 돕는 역할을 합니다.
모든 경우에 부표는 안전을 보장하고, 해양 활동을 원활하게 하며, 과학 Research를 지원하는 데 필수적입니다.
부력이란 무엇인가요?
부력은 물이나 공기 같은 유체가 그 속에 잠긴 물체의 무게에 대항하여 가하는 힘입니다. 물체의 밀도가 유체의 밀도보다 작을 경우, 이 힘 덕분에 물체는 물 위에 뜨거나 수면으로 떠오르게 됩니다. 부력은 물체의 잠긴 부분에 가해지는 압력의 차이로 인해 발생하는데, 수심이 깊어질수록 가해지는 압력이 커지면서 위로 향하는 힘이 생겨납니다.
부력의 원리는 아르키메데스의 원리로 설명되며, 물체에 작용하는 위쪽 방향의 부력은 그 물체가 밀어낸 유체의 무게와 같다는 원리입니다. 부력이 물체의 무게보다 크면 물체는 뜨고, 작으면 가라앉습니다. 부력은 해양 공학(선박 및 잠수함 설계)부터 부이와 같은 부유 장치의 기능에 이르기까지 많은 분야에서 필수적입니다.
IMU와 INS의 차이점은 무엇인가요?
관성 측정 장치(IMU)와 관성항법장치(INS)의 차이점은 기능과 복잡성에 있습니다.
IMU(관성 측정 장치)는 가속도계와 자이로스코프가 측정한 차량의 선형 가속도 및 각속도에 대한 원시 데이터를 제공합니다. 롤, 피치, 요 및 모션에 대한 정보를 공급하지만 위치나 항법 데이터를 계산하지는 않습니다. IMU는 위치나 속도를 결정하기 위해 외부 처리에 필요한 움직임 및 방향에 대한 필수 데이터를 전달하도록 특별히 설계되었습니다.
반면, INS(관성항법장치)는 IMU 데이터와 고급 알고리즘을 결합하여 시간에 따른 차량의 위치, 속도 및 방향을 계산합니다. 센서 융합 및 통합을 위한 칼만 필터링과 같은 항법 알고리즘을 통합합니다. INS는 GNSS와 같은 외부 측위 시스템에 의존하지 않고 위치, 속도, 방향을 포함한 실시간 항법 데이터를 공급합니다.
이 항법 시스템은 일반적으로 종합적인 항법 솔루션이 필요한 응용 분야, 특히 군용 UAV, 선박, 잠수함 등 GNSS 음영 지역에서 활용됩니다.
