정완영(왼쪽) 교수, 신현호 교수. 국립부경대 제공

국립부경대학교(총장 배상훈)가 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 주관하는 기초연구실 지원사업(BRL)에 2개 연구팀이 최종 선정돼 미래 해양기술과 기후변화 대응 분야의 미래 기술 연구에 나선다.

기초연구실 지원사업은 세계적 수준의 기초연구 역량을 갖춘 연구그룹을 육성하기 위한 국가연구개발사업이다. 국립부경대는 정완영 교수(전자공학전공) 연구팀이 심화형 분야, 신현호 교수(양식응용생명과학전공) 연구팀이 개척형 분야에 각각 선정돼 7월부터 2029년 6월까지 3년간 각 15억 원의 연구비를 지원받아 연구를 수행한다.

정완영 교수는 지난 2020년 기초연구실 선정에 이어, 연구책임자로서 두 번째로 이 사업에 선정되는 성과를 거뒀다. 정완영 교수 연구팀은 ‘초고감도-고속 이중수신 모드 AI 기반 수중환경 적응형 광통신 수신 모듈 개발’ 과제를 수행하며, 바닷속에서도 장거리·초고속으로 안정적인 데이터를 주고받을 수 있는 차세대 수중 광통신 핵심 기술 개발에 나선다. 같은 대학 백강준(차세대반도체공학전공), 황상원(컴퓨터·인공지능공학부) 교수와 성균관대 김명길 교수(신소재공학부)가 동참한다.

기존 수중 통신은 탁도와 수중 환경 변화에 따라 통신 성능이 크게 저하되는 한계가 있었는데, 연구팀은 AI를 활용해 주변 환경을 실시간으로 분석하고 수신 방식을 자동으로 최적화하는 지능형 수신 모듈을 개발할 계획이다.

이를 위해 청색광에 높은 감도를 갖는 광센서와 초고속 포토다이오드, 고성능 CMOS 회로를 집적한 대면적 센서 어레이를 개발하고, 초고감도 모드와 초고속 모드를 상황에 따라 선택적으로 운용하는 듀얼모드 기술을 구현한다. 또한 AI 기반 비기계식 빔 추적과 정밀 지향 기술을 적용해 수중 환경 변화에도 안정적인 통신을 유지하는 적응형 수신 시스템을 구축할 예정이다.

최종적으로는 1Gbps급 데이터 전송 속도와 100m 이상 통신거리를 갖춘 수중 광통신 수신 모듈을 개발해 세계 최고 수준의 원천기술 확보를 목표로 한다. 연구 성과는 자율무인잠수정(AUV), 원격무인잠수정(ROV), 해양관측, 해저 구조물 관리, 해양로봇, 잠수함, 수중레저 등 다양한 분야에서 실시간 고속 수중통신 기술로 활용될 것으로 기대된다.

이와 함께 신현호 교수 연구팀은 ‘기후변화 시대, 대기-강우 유래 해적미소생물의 해양 유입이 연안 생태계에 미치는 영향 연구’ 과제를 수행한다. 연구팀은 대기를 통해 이동한 미생물이 강우를 통해 해양으로 유입되는 과정과 연안 생태계 및 먹이망에 미치는 영향을 규명하고, 기후변화에 따른 생태계 변화 예측을 위한 핵심 기초자료를 구축할 계획이다. 한양대 박범수 교수(생명과학과)와 제주대 김진호 교수(지구해양과학과)가 공동연구에 참여한다.

최근 기후변화로 강수 패턴과 대기 순환이 변화하면서 빗물을 매개로 한 미생물 이동의 중요성이 새롭게 주목받고 있지만, 해양생태계에 미치는 영향은 아직 충분히 규명되지 않았다.

연구팀은 빗물 속 미생물과 미세조류의 다양성을 분석하고, 분자생물학적·생태학적 기법을 활용해 이들이 연안 생태계의 생물다양성과 먹이망 구조에 미치는 영향을 규명할 계획이다. 특히 한국을 비롯한 동북아시아 지역의 대기 이동 경로와 강우를 통한 미생물 확산 메커니즘을 밝혀 기후변화에 따른 생태계 변화를 예측할 수 있는 핵심 기초자료를 구축할 것으로 기대된다.

또한, 연구 과정에서 확보되는 신규 미세조류 자원은 국립부경대 수산과학대학에 위치한 식물플랑크톤기탁등록보존기관(KMCC)을 통해 체계적으로 보존·관리해 생물다양성 연구와 기후변화 대응, 해양바이오산업 연구를 위한 핵심 기반 연구재료로 활용할 예정이다.