세계 첫 액체상태 완전 유연성 지능로봇 개발

톈진대학교 정밀기기·광전자공학대학 황셴(黄显) 연구팀은 세계 첫 액체상태 완전 유연성 지능로봇을 성공적으로 개발해 유연전자산업 및 인체삽입의료기기 분야에 획기적 돌파구를 마련함으로써 손오공의 “72가지 변신술”을 구사할 수 있는 “혈관의사”를 양성할 전망이다. 해당 성과는 “Advanced Science”에 게재되었다.
유연전자소자는 초박, 유연성 및 확장 가능한 “유사피부” 특성을 보유하고 있기에 의료, 통신 등 분야에 광범위한 응용전망이 있다. 이론적 차원에서 유연전자기술로 개발한 초소형 “연체” 로봇은 반복적 형태 변화가 가능해 운동, 채취, 수송, 촉각감응 등 기능을 구현할 수 있다. 하지만 현 단계의 “연체로봇”은 전통적 강성(rigidity) 센싱 소자 및 회로에 의존하는데 이는 성능 구현을 심각하게 저해한다. 현대사회의 다원화된 수요에 비추어 “완전 유연성” 로봇 개발이 시급하다.
연구팀은 자연계의 해파리, 윤충 등 유연한 강장동물과 플랑크톤으로부터 영감을 받고 액적의 유연 무정형(amorphous) 특성 및 유연전자소자의 초박 유연 특성을 이용해 참신한 “지능 액적”—액체상태 완전 유연성 지능로봇을 구축했다. 해당 초소형, 완전 유연성, 프로그램 제어가 가능한 액체상태 지능로봇은 다양한 환경조건에서 운동, 변형, 센싱·측정 등을 구현할 수 있다.
해당 로봇은 양호한 운동 및 환경적응 능력을 보유하는 외에 온도센서, 습도센서, 광학센서, 응력센서, 글루코스센서, 식품독소센서 등 다양한 센서와 무선 에너지 수집 모듈을 탑재하므로 향후 유전자 서열측정, 화학합성, 약물전달 등 영역에 응용될 수 있다. 한마디로 인체에 진입해 검사·치료할 수 있는 “혈관의사”로 거듭날 전망인바 매우 중요한 과학적 의미와 응용가치가 있다.

전압 변화시켜 이중층 그래핀의 초전도 제어

스페인, 미국, 중국, 일본 등 국가의 전문가들로 구성된 국제연구팀은 매우 작은 전압 변화만으로도 이중층 그래핀(bi-layer graphene)의 초전도성을 개폐할 수 있음으로 전자설비에서의 용도를 개선할 수 있음을 발견했다. 이는 앞서 수행된 왜곡 이중층 그래핀 및 그에서 표현된 초전도/절연영역 교체 능력 관련 연구를 기반으로 획득한 새 발견이다.
2011년에 텍사스대학교 오스틴캠퍼스의 이론물리학자 Allan MacDonald 등은 2차원 재료의 한 원자층이 상대적으로 다른 원자층에 비해 조금 왜곡될 시 적층 2D 재료에서의 전자 거동을 설명할 수 있는 모형을 연구했다. 관련 연구방법을 왜곡 이중층 그래핀에 응용한 결과, 약 1.1°의 매우 특정적인 각도(마법의 각)에서 전자 이동속도가 갑자기 100배 이상 느려지는 등 기이한 비정상적 운동방식을 나타냈다.
2018년에 매사추세츠공과대학교 물리학자는 최초로 1.1° 왜곡된 층상 그래핀시스템을 구축했다. 해당 그래핀시스템은 탁월한 성능을 나타냈는데 특히 고온 조건에서 예상외로 초전도성을 보유했다.
그 후 왜곡 이중층 그랜핀에서 초전도성이 발견되면서 Twistronics 회전각전자학이라 불리는 새 학문분야가 탄생해 연구 붐을 일으켰다.
층상 2D재료의 기이한 속성은 아마도 입자 간 상호작용과 연관이 있다. 전자가 속도를 늦출시 상호작용이 더 부각되어 각 전자 간의 상관성은 강해진다. 일반적으로 전자는 원자궤도에서 거의 제각각 원자핵을 둘러싸고 돌며 가장 적은 유효에너지로 양자상태에 진입한다. 하지만 “마법의 각” 그래핀에서는 다르다. 다시 말해 전자의 운명이 전자 간 상호작용에 의해 결정될 경우 재미있는 현상이 발생한다.
최근 몇 년 동안 MacDonald 연구팀은 3,4,5층 그래핀과 기타 유망한 재료 특히 전이금속 칼코게나이드(chalcogenide)의 적층방식 연구를 통해 비범하면서도 유용한 현상을 탐색 중이다.
최근 국제연구팀은 “마법의 각” 그래핀 재료가 교체적 초전도 및 절연상(insulating phase)을 나타낼 수 있으며 또한 매우 낮은 전압변화 조건에서 개폐됨을 발견했다. 이는 집적회로에 사용하는 전압과 유사해 전자설비에서의 실용성을 증대시킨다. 해당 결과를 얻기 위해 카탈루냐광학물리연구소 연구팀은 왜곡도가 기존보다 향상된 그래핀 초격자를 제조해 교차 절연상태/초전도상태 패턴이 생각보다 복잡함을 발견했다. 상기 “마법의 각” 그래핀 관련 연구 성과는 “Nature”에 게재되었다.

중국과학원, 고속 트랜지스터 개발

중국과학원 금속연구소 선양(沈阳)재료과학국가연구센터 선진탄소재료연구부 연구팀은 최초로 쇼트키 접합을 이미터 접합으로 하는 수직 구조 트랜지스터 “실리콘-그래핀-게르마늄 트랜지스터”를 개발하여 성공적으로 그래핀 기반 트랜지스터의 지연 시간을 1000배 이상 단축시키고 차단 주파수를 메가헤르츠에서 기가헤르츠로 증가시켰다. 해당 성과는 “Nature Communications”에 게재되었다.
해당 연구 성과는 그래핀 기반 트랜지스터의 성능을 향상시켰다. 또한 향후 테라헤르츠 분야의 고속 장치에 적용됨으로써 초고속 트랜지스터의 궁극적 달성을 위한 기반을 마련했다.
1947년에 최초의 바이폴라 접합 트랜지스터가 미국 벨연구소에서 탄생됨에 따라 인류 사회는 정보 기술의 새 시대를 열었다. 지난 수십 년간 헤테로 접합 바이폴러 트랜지스터와 열전자 트랜지스터 등 고속 장치에 관한 연구가 잇달아 발표되었지만 더 높은 주파수에 대한 병목 현상이 존재했다. 헤테로 접합 바이폴러 트랜지스터의 차단 주파수는 최종적으로 기저 이전 시간의 제한을 받고 열전자 트랜지스터는 무공, 저저항의 초박형 금속 기저 제조 어려움에 봉착했다.
기존의 그래핀 기반 트랜지스터는 일반적으로 터널링 이미터 접합을 채택하는데 터널링 이미터 접합의 배리어 높이가 트랜지스터의 고속 전자 장치로의 발전을 심각하게 제한한다. 연구팀은 반도체 박막과 그래핀 이전 기법을 이용하여 연구 성과를 도출했다.
기존의 터널링 이미터 접합과 비교할 경우, 실리콘-그래핀 쇼트키 접합은 최대 온 전류와 최소 이미터 접합 전기용량을 나타냄으로써 장치의 총 지연 시간을 1000배 이상 단축하고 장치의 차단 주파수를 기존의 약 1.0MHz에서 1.2GHz로 증가시켰다. 실험 데이터에 기반한 모델링을 통해 해당 장치의 테라헤르츠 분야에서의 잠재력과 미래 트랜지스터 개발에서의 의미를 입증했다.

초해상도 광학현미경-전자현미경 관련 이미징 획득

중국과학원 생물물리연구소 쉬타오(徐濤) 연구팀은 쉬핑융(徐平勇) 연구팀과 공동으로 일반 전자현미경 시료조제 후 형광을 유지하는 광전환 형광단백질을 개발함과 아울러 최초로 에폰(Epon) 처리 후 고정된 동일층 초박형 샘플의 초해상도 광학현미경-전자현미경 관련 이미징을 획득하였다. 해당 성과는 “mEosEM withstands osmium staining and Epon embedding for super-resolution CLEM”라는 제목으로 “Nature Methods”에 게재되었다.
단백질 등 분자는 세포 내 특정된 위치에서 단백질 기계(Protein machine)로 조립되어 생물학적 기능을 발휘한다. 따라서 단백질 등 분자가 세포 내에서의 정밀 위치결정에 관한 연구는 단백질 기계의 조립 및 분자 메커니즘을 규명하는데 매우 중요하다. 전자현미경은 서브 나노미터급 공간 해상도를 보유하고 있으며 생명과학 분야의 필수적인 연구 도구이다. 하지만 기존에 전자현미경 이미지 중 표적 단백질의 위치결정은 매우 어렵다. 해당 연구는 초해상도 광학현미경 및 전자현미경 이미징 분야의 연구를 대폭 추진함으로써 생물학 분야에 광범위하게 응용될 전망이다.

중국 “투명 해양” 관측 시스템 획기적인 발전 취득

칭다오(青岛)해양과학기술시범국가실험실(해양시범국가실험실로 약칭) 선대 플랫폼 중의 하나인 “둥팡훙(东方红) 3″호 신형 해양종합조사선은 쿠로시오속류 종합고찰 임무를 원만히 마치고 귀항했다.
이번 항행에서 해양시범국가실험실과 해양역학과정 및 기후기능실험실 공동 연구팀은 서북태평양 쿠로시오속류에 자체 개발한 중위도 대형 부표 관측 시스템을 설치하고 심해 해중 부표 시스템의 실시간 업그레이드 작업을 완성했다.
서북태평양 쿠로시오속류 해역은 글로벌 해양과 대기역학 과정이 가장 활발한 지역으로 전체 태평양 나아가 글로벌 기후 변화에 영향을 미치는 핵심 구역이다. 연구팀은 열대서태평양 실시간 과학관측망을 구축하고 자체 개발한 대형 부표를 성공적으로 해황이 더 악렬한 쿠로시오속류 주축 북쪽 지역에 설치했는데 여러 번의 태풍 후에도 여전히 안정적으로 운행되고 있다.
현재까지 20세트의 심해해중부표와 3세트의 대형 부표 및 1000여개의 관측 설비를 설치하여 수심 5,800미터, 연속 5-6년의 온도, 염도 및 해류 등 데이터를 획득했다. 유도결합과 음향통신기술을 결합하여 최초로 심해 6,000미터 수심 데이터를 실시간 전송하였고 또한, 중국의 베이더우(北斗) 위성을 통해 대용량 데이터를 실시간 전송하였다.
2009년부터 해양시범국가실험실은 중국 난하이에 세계적으로 규모가 가장 큰 지역 해양 관측 시스템인 중국 난하이 해중부표 관측망을 구축하여 남중국해 해양 환경 장기 관측 능력을 형성했다. 해당 시스템의 규모는 KESS, OSNAP 등 기타 지역 해중부표 관측망보다 훨씬 크다. “둥팡훙 3″호는 기존의 남중국해 고찰에서 이미 8세트의 해중부표 관측 시스템을 업그레이드했다.
해양시범국가실험실은 인도양 핵심해역에서 자체 개발한 “바이룽(白龙)” 부표 기술을 기반으로 심해 수중 유도결합 전송과 특수 나일론 로프의 국산화를 달성했다. 또한, 시스템 통합을 최적화하여 고도로 국산화된 차세대 심해 기후 관측 부표 시스템을 개발하고 있다. 4,000미터 이상 해심 해역에서 해면 기상, 해기 플럭스 및 수심 0-700미터의 온도, 염도, 해류 단면 측정 데이터를 실시간으로 원활하게 전 세계 통신 시스템으로 전송하여 중국과 국제 사회의 해양 관측, 연구 및 서비스를 지원했다. 호주, 인도네시아, 말레이시아, 태국 및 케냐 등 국가와 협력하여 인도양에 일련의 “바이룽” 부표를 설치하여 글로벌 해양 관리에 동참했다. 남위 8도, 동경 100도의 바이룽 부표 기지는 세계기상기구 번호 53041을 부여받아 실시간 데이터를 글로벌 통신 네트워크 GTS에 전송한다.
해양시범국가실험실의 “투명 해양” 프로젝트는 “2양 1해(대서양, 인도양, 중국 난하이)” 핵심 해역에 500여 세트의 해중 부표, 부표 관측 시스템을 설치하고 일부 회수했다. 현재까지 100여 세트의 심해 위치고정 관측 시스템이 안정적으로 운행 중이다. 해양 해중 부표 관측의 고주파 샘플링, 데이터 실시간 전송 등 병목 문제를 돌파하고 아울러 글로벌 해양 열대 및 중고위도 해양-대기 대형 부표를 성공적으로 개발하여 중국의 해양 위치고정 관측 기술을 세계 선진 수준으로 이끌었다.
“투명 해양”은 연합국의 “해양과학 및 지속가능발전 10년 계획(2021-2030)”의 6대 로드맵에 인입되었다.

그래핀 베이스 고속 트랜지스터 제조

중국과학원 금속연구소 선양(沈陽)재료과학 국가연구센터 선진탄소재료연구부 연구팀은 최초로 쇼트키 접합(Schottky junction)을 이미터 접합(Emitter junction)으로 하는 수직구조 트랜지스터 “규소-그래핀-게르마늄 트랜지스터”를 개발하여 그래핀 베이스 영역 트랜지스터의 지연시간을 1,000배 이상 단축시킴과 아울러 차단주파수를 MHz에서 GHz 영역으로 향상시킴으로써 향후 THz 영역의 고속 소자에 응용될 전망이다. 해당 성과는 “Nature Communications”에 온라인으로 게재됐다.
1947년, 벨 실험실에서 첫 양극성 접합 트랜지스터(Bipolar junction transistor, BJT)를 개발하여 인류사회의 정보기술 새 시대를 열었다. 지난 십여 년 동안 BJT의 작동 주파수 향상이 연구의 핵심으로 되었으며 바이폴러 트랜지스터(HBT) 및 열전자 트랜지스트(HET) 등 고속 소자가 개발됐다. 하지만 주파수를 한층 더 향상시키는 과정에서 HBT의 차단주파수는 최종적으로 베이스 영역 주행시간의 제한을 받고 HET는 무공극, 저저항초박형 금속 베이스 영역 제조가 어려운 문제점이 존재한다.
최근 그래핀은 성능이 뛰어난 2차원 재료로 떠오르고 있다. 따라서 그래핀을 베이스 영역 재료로 트랜지스터를 제조할 데 관한 방안이 제안됐다. 그래핀의 원자급 두께로 베이스 영역 주행시간의 제한을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 그래핀의 초고속 캐리어 이동도(Carrier mobility)로 고품질 저저항 베이스 영역 달성을 일조할 수 있다.
기존의 그래핀 베이스 영역 트랜지스터는 보편적으로 터널 이미터 접합을 사용했다. 따라서 터널 이미터 접합의 퍼텐셜 장벽은 해당 트랜지스터 기반 고속 전자소자 개발을 매우 크게 제한했다. 연구팀은 반도체 박막 및 그래핀 전이 공법을 통해 최초로 쇼트키 접합을 이미터 접합으로 하는 수직구조 규소-그래핀-게르마늄 트랜지스터를 제조했다. 기존의 터널 이미터 접합에 비하여 규소-그래핀 쇼트키 접합은 현재까지 최대의 온 상태(On state) 전류 및 최소의 이미터 접합 전기용량을 보유함으로써 가장 짧은 이미터 접합 충전시간을 획득할 수 있기에 소자의 총 시간지연을 1,000배 이상 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 소자의 차단주파수를 약 1.0MHz에서 약 1.2GHz로 향상시킬 수 있다. 연구팀은 해당 수직구조 트랜지스터의 다양한 물리적 현상에 대하여 분석함과 아울러 실험 데이터 모델링을 기반으로 해당 소자는 THz 영역에서 작동할 수 있는 잠재력을 보유하고 있음을 발견했다. 이는 그래핀 베이스 영역 트랜지스터의 성능을 대폭 향상시킴으로써 향후 초고속 트랜지스터 개발에 기반을 마련했다.

전수심 유인잠수기용 티타늄합금 유인캡슐 개발

중국과학원 금속연구소가 담당한 전수심 유인잠수기용 티타늄합금 유인캡슐이 검수에 통과했다. 전수심 유인잠수기는 중국 “13차 5개년” 계획의 첫 번째 국가중점연구개발계획프로젝트이다. 해당 잠수기를 건조 완료 후 세계 최대수심(약 1.1만 m)을 망라한 해양에서 유인잠수 및 과학탐사를 수행하여 심해 잠수능력의 최고수준을 구현할 예정이다. 해당 전수심 유인잠수기의 핵심부품인 유인캡슐은 인간이 10,000m 심해에 진입하는데 있어 하드웨어적 보장이자 안전벽으로서 중국의 유인잠수기 기술수준을 상징한다.
전수심 유인캡슐 제조는 고성능 티타늄합금 설계, 초대두께 판재 제조, 반구 일체형 스탬핑, 대두께 티타늄합금 전자빔용접 등 기술을 포함하는 다영역 체계화 공정이다. 유인캡슐은 경량, 고강도, 가용접, 내부식, 내피로, 장수명을 갖추어야 하기에 재료의 대형화 제조능력 및 종합역학성능에 대한 요구가 매우 높다. 기존에 국내외적으로 3명을 탑승시킬 수 있는 구형캡슐 재료를 개발하지 못했다.
금속연구소는 2014년부터 전수심 유인잠수기용 유인캡슐재료 등 핵심기술 관련 논증 및 선행연구를 깊이 있게 추진했고 2016년에 과기부에서 입안 후 바오타이(宝钛)주식유한회사, 중국선박그룹회사 뤄양(洛阳)선박재료연구소와 공동으로 전수심 티타늄합금 유인캡슐개발 국가팀을 구성해 재료, 가공, 용접 분야별 각자 기술우위를 통합시켰다.
연구팀은 3년에 거쳐 연구개발 작업을 완료함과 아울러 현재 세계 최대 공간, 최다 탑승 인원수를 보유한 유인캡슐을 성공적으로 건조하였고 또한 전수심 정수(still water) 외압시험 평가에 통과되었다. 해당 캡슐의 성공적 개발은 중국 티타늄합금 과학·기술 및 제조·성형 공법이 세계수준에 도달했음을 의미한다. 또한 관련 변혁성 기술은 유인심해잠수에서 중국의 선두지위를 확고히 함과 아울러 중국의 심연 과학연구를 크게 촉진할 것으로 전망된다. 이외 전수심 유인캡슐 개발은 중국의 티타늄합금 산업능력 향상 및 장비제조기술의 도약적 발전을 유의적으로 이끌었고 또한 새 시장수요를 반드시 창출할 것으로 기대되며 향후 중국 티타늄합금 업종의 산업사슬 상위층으로의 매진을 가속화시킬 전망이다.

외계 자극이 필요없이 수중에서 직접 사용 가능한 접착제 개발

톈진(天津)대학 류원광(劉文廣) 연구팀은 생체모방기술을 통해 물 유발 신형 하이퍼브렌치 폴리머(Hyperbranched polymer) 통용 접착제(HBPA)를 설계했다. 해당 접착제의 최대 특성은 물을 만나면 곧바로 접착되어 수화층의 제한에서 벗어날 수 있기에 다양한 재질의 접착에 이용될 수 있다. 해당 성과는 “Advanced Materials”에 온라인으로 게재됐다.
전통적인 접착제는 수중 접착 과정에서 기질 표면 수화층의 차단 작용으로 인하여 접착 작용이 대폭 감소된다. 해변에서 암초에 견고하게 접착되어 있는 진주담치(Mytilusedulis)를 흔히 볼 수 있다. 진주담치가 암초 표면에 견고하게 접착되어 “성장”할 수 있는 원인은 진주담치가 족사 접착단백질 등 물질을 분비하기 때문이다. 최근 족사 모방 단백질 접착제는 광범위한 관심사로 떠오르고 있다. 하지만 외계 자극이 필요없이 수중에서 직접 사용할 수 있을 뿐만 아니라 강한 접착력을 생성할 수 있는 수중 접착제 개발은 어려움으로 되고 있다. 연구팀이 개발한 신형 접착제는 소수성 구조와 친수성 작용기를 동시에 보유하고 있기에 아무런 외계 자극이 필요없이 완전히 수중(해수, PH치가 3~11인 수성 매질 등을 포함)에서 사용할 수 있으며 또한 플라스틱, 고무, 금속, 유리 등 기질 및 표면 에너지 차이가 비교적 큰 기초재에 뛰어난 접착 효과가 있다. 따라서 “물을 무서워하지 않는” 독특한 성능을 보유한 해당 신형 접착제는 수중의 파괴된 파이프라인 또는 용기(Container) 등을 임시적으로 쾌속 유지보수 하는데 이용할 수 있다.
해당 접착제는 액체이기에 주사성(Injectability)을 보유하고 있을 뿐만 아니라 그 중의 에스테르 결합은 가수분해 될 수 있기에 체내 쾌속 지혈, 체내 파열 조직 접합 등에 적합하다. 뿐만 아니라 해당 접착제 시스템에 모듈화 반응을 이용하여 긴사슬 알킬아민을 도입했기에 혈액 환경에서 신속하게 응집되어 출혈 부위에 단층 접착막이 형성된다. 해당 접착막은 “물리적 장벽” 역할을 일으켜 재출혈을 방지함으로써 동맥혈관 및 심층 불규칙적 상처의 쾌속적 지혈을 달성할 수 있다. 이외, 해당 액체 접착제는 독성 유기용제의 휘발 문제가 존재하지 않기에 신경 친환경 접착제이다.

톈진대학, 의료용 “슈퍼 코팅층” 개발

톈진(天津)대학 장레이(張雷)/치하이산(齊海山) 연구팀은 “진주담치(Mytilusedulis) 생체모방 다기능 단백질 재료”를 성공적으로 합성했다. 해당 재료는 고부착성, 세균오염 내성, 김서림 방지 등 다양한 기능을 보유하고 있기에 의료설비 및 체내 삽입 소자의 “슈퍼 코팅층”으로 이용될 전망이다. “슈퍼 코팅층” 기술은 중국 특허를 출원하였으며 해당 성과는 “Chemical Communication” 및 “ACS Applied Materials & Interfaces”에 게재됐다.
인체 내 환경은 민감하고 복잡하며 체외 “침입 물질”에 대하여 신속하게 격렬한 반응을 일으킨다. 외과 관절치환 등 수술 과정에서 쉽게 세균감염이 발생하고 내시경 검사 과정에서 체내의 온도/습도 변화로 인한 거울면 김서림 현상이 발생한다. 이러한 원인으로 체내 삽입 소자, 센서 등에 면역거부반응이 유발되어 치료 유효성, 정확성 및 환자의 건강회복 효과에 막대한 영향을 미친다. 따라서 간편하고 신속하게 의료설비 표면에 부착될 수 있을 뿐만 아니라 항오염, 항균, 김서림 방지 및 양호한 생체적합성 등 다양한 기능을 보유한 코팅층 재료 개발이 시급하다.
해양에서 진주담치를 흔히 볼 수 있는데 그들은 무더기로 해수 중의 암석, 선박, 케이블, 표류병 등의 표면에 부착되어 있기에 해양 오염물질 및 미생물의 침식을 받지 않을 뿐만 아니라 풍랑의 세굴에 견딜 수 있다. 연구팀은 진주담치의 부착 특성에서 영감을 받고 진주담치 족사의 부착 단백질에 대한 연구를 수행했다. 결과, 생합성 방법을 통해 “진주담치 생체모방 다기능 단백질 재료”를 성공적으로 제조했다.
실험 결과, 해당 신소재는 다양한 의료용 재료에 대하여 강한 부착성을 보유하고 있으며 해당 재료로 제조한 코팅층은 95% 이상의 세균 및 세포부착에 견딜 수 있고 항균성이 뛰어나다. 뿐만 아니라 뜨거운 증기 환경에서 해당 단백질을 코팅한 유리기판은 높은 광투과율을 보유함과 아울러 우수한 김서림 방지 성능을 보유하고 있다. 동시에 해당 단백질 코팅층은 우수한 생체적합성을 보유하고 있으며 용혈률은 0.1% 이하이고 세포 공배양(Cell co-culture) 생존율은 99%를 초과한다. 이는 해당 단백질을 코딩한 의료 소자는 인체 내에서 면역거부반응을 유발하지 않음을 의미한다.
해당 “슈퍼 코팅층”은 뛰어난 부착, 항오염, 항균, 김서림 방지 성능을 보유하고 있기에 생물의학 및 제약 분야에 광범위하게 응용될 전망이다.

“해양 6호”, 최초로 수중 비디오 영상 분할 스마트 접합 구현

중국 자연자원부 지질조사국 광저우(广州)해양지질조사국의 “해양 6호” 선박은 항행시간 122일, 항행거리 35,000km의 중국지질조사국 심해지질 제8항차 및 중국대양 제55항차 과학고찰 임무를 완성하고 2019년 10월 23일에 광저우로 돌아왔다.
“해양 6호” 선박은 2019년 5월 30일에 광저우에서 출항하여 서태평양과 중국의 코발트 크러스트 계약구역에서 다중빔 지형 측량, 천부지층 단면 측량, 해양 중력 측량, “하이마(海马)”호 ROV조사, 심해 옅은 층 보링 샘플링, 심해 촬영, 코발트 크러스트 현장 음향 두께측정, 온도 및 소금 깊이 측정, 지질 저인망 및 중력 피스톤 퇴적물 컬럼 샘플링 등 다양한 조사 작업을 진행했다.
58명의 고찰대원이 참가한 이번 고찰에서 서북태평양 주요 조사구역 종합지질 지구물리 조사를 진행하고 다중빔 수심 지형 풀커버를 구현하고 희토류 퇴적물 지구물리학적 정보와 지질 샘플을 획득하여 심해 지구의 체계적인 과학연구 및 새 자원 평가를 위한 기반을 마련했다. 아울러 중국의 코발트 크러스트 계약구역의 연간 자원 조사를 지속적으로 전개했다.
최초로 영상 처리 기술을 이용하여 수중 비디오 영상의 분할 스마트 접합을 구현하여 코발트 크러스트의 소규모 분포 규칙과 특징 연구에 기초 데이터를 제공했다. 코발트 크러스트 현장 음향 두께측정 시스템의 탐측 성능을 최적화하고 ROV, 이동 드릴링 머신 등 다중 탑재 플랫폼에 성공적으로 응용되어 코발트 크러스트 정밀 탐측에 유력한 조사 방법을 제공했다. 또한 코발트 크러스트 심해 옅은 층 보링의 안정성과 작업 효율을 향상시켰다.
이외에 2019년 9월 9일에 미크로네시아연방국 폰페이항 정박 중 중국대사관은 “해양 6호” 선박에서 “중국-미크로네시아연방” 수교 30주년 리셉션을 개최하여 두 나라의 해양지질학 등 분야의 협력을 모색했다.
“해양 6호”는 중국에서 자체 설계하고 제조한 첫 현대화 종합지질지구물리탐사 선박으로서 최근 몇 년간 중국에서 제조한 많은 해양고찰 탐사 선박은 모두 “해양 6호”의 기본 설계를 참조했다. “해양 6호”는 2009년에 투입되어 연속 10년간 중국 난하이, 태평양, 남극 해역에서 55항차의 심해지질, 대양과 극지 과학 고찰 임무를 수행했다. 누적 출항 시간은 2,137일이고, 지구를 13바퀴 반을 돈 것과 맞먹는 29만 해리(약 53.5만 킬로미터)를 안전 항행함으로써 전 해역 과학 고찰과 항행 안전 보장을 위한 경험을 쌓았고 중국의 해양지질과학 고찰수준을 뚜렷이 향상시켰다.