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[2019 국제필드로봇 포럼] 기조강연 소개

작성일 : 2019.10.28 조회수 : 315

 

로봇신문ㆍ제어로봇시스템학회 주최, 국립농업과학원ㆍ필드로봇소사이어티ㆍ한국로봇산업진흥원ㆍ한국로봇융합연구원 공동주관, 인천테크노파크가 후원한 ‘2019 국제필드로봇포럼(IFRF: International Field Robotics Forum 2019)’ 이 지난 25일 인천 로봇랜드 로봇타워 2층 다목적홀에서 열렸다. 이날 발표된 주요 내용을 2회에 걸쳐 요약해 소개한다.

   
▲시바우라공업대학 신이치 유타 교수의 기조 강연 모습

 

◊기조 강연(1) 

발표 : 시바우라공업대학 신이치 유타(Shinich Yuta) 초빙교수

주제 : 'The Unmanned Construction: A Field Robotic System for Disaster Respo-nse Works, by the Remote Controlled Operation of Construction Machines(무인건설: 건설장비 원격제어 운영으로 재난대응 작업을 할 수 있는 필드로봇 시스템)’

일본은 지진과 태풍 등 국가적인 재난과 자연재해에 대응해 실제 환경에 적용할 수 있는 필드 로봇 개발 프로젝트를 진행하고 있으며, 재난을 신속히 극복할 수 있는 필드 로봇 개발에 오랫동안 애를 써왔다.

대형 재난 현장에는 사람이 직접 투입돼 복구 작업이나 위험 제거 작업을 하기 위해선 적지 않은 위험을 감수해야 한다. 이를 극복하기 위해 위험 지역에 각종 건설 장비들을 원격 제어할 수 있는 무인 건설 시스템과 로봇의 개발을 중점적으로 추진했다.

일본의 교량 등 사회 인프라는 지어진지 50년 이상이 경과된 것이 많아 자연재해 등에 매우 취약한 상태에 있다. 이런 노후된 안프라 시설에 사람 대신 로봇을 보내 모니터링하고 유지보수 작업을 수행하는 것은 사회적으로 큰 이슈가 되고 있다. 초고령화 사회에 접어든 일본에선 위험 지역에서 일할 수 있는 노동력이 매주 부족하기 때문에 로봇의 투입이 불가피하다. 이런 위험한 공간에서 활동하는 로봇을 개발하기 위해선 로봇과 커뮤니케이션하면서 로봇을 원격 제어하는 기술이 중요하다. 로봇 스스로 주변 환경에 맞춰 자율적인 행동을 하는 것도 중요하다. 

 

   
▲시바우라공업대학 신이치 유타 교수의 기조 강연 모습

 

일본 '신에너지 산업기술종합개발기구(NEDO)'는 지난 2014년부터 작년까지 교량 등 사회 기반 시설의 모니터링과 유지보수를 위해 ‘인프라 로봇(infra-robot)’ 프로젝트를 진행했다. 대표적인 성과로 교량 검사 로봇, 댐 검사로봇, 화산 폭발 등 재난 지역 현황 조사 로봇, 드론 활용 인프라 검사 기술 등을 꼽을 수 있다. NEDO는 화산 폭발에 따른 잔해의 실시간 데이터베이스 구축과 로봇 센싱 기술의 개발에도 성과를 거뒀다. 

일본은 자연재해 발생시 재해 현장의 위험도를 줄이고 재난 현장을 원래대로 빨리 복구하기 위해 원격 제어 방식의 ‘무인 건설(UC:unmanned construction)’ 프로젝트를 추진해왔다. 중앙제어실에 위치한 원격 운영자들은 재난 현장에 있는 건설 중장비들에 설치된 카메라를 이용해 현장 화면을 보면서 건설 중장비들을 원격 제어할 수 있다. 이 같은 기술 구현을 위해선 카메라 제어 기술이 매우 중요하다. 지난 1991년 큐슈 지역 활화산인 '운젠(雲仙岳)'에서 활화산이 폭발하면서 용암과 화산재가 흘러내릴 때 일본은 ‘운젠 프로젝트’를 통해 원격 무인 건설 기술을 활용해 지역 사회를 화산 폭발로부터 보호하기 위한 조치를 시행했다.

지난 2016년 구마모토 지진으로 아소-오하시 지역에 대형 산사태가 발생했을때도 일본 건설회사는 무인 건설 기술을 적극 활용해 대응했다. 카메라와 3D 가이드 시스템을 통해 원격지에서 재난 현장의 추가 위험을 방지하고 현장을 복구하는 데 신속하게 대처했다. 강의 범람에 따른 하천 복구 등을 위해 일본은 수심이 비교적 깊은 곳에서도 동작할 수 있는 반수중(semi-underwater) 활동이 가능한 무인 차량 등을 개발해 운영하기도 했다. 이밖에도 일본은 수중 1.5미터 깊이에서도 준설 작업과 자재의 이동 등을 수행할 수 있는 원격 제어 중운반 반수중 로봇 시제품을 개발했고 반수중 이동을 위한 원격제어 지원 및 안내시스템도 개발했다. 

 

   
▲한국로봇융합연구원 여준구 원장의 기조 강연 모습

 

◊기조강연(2) 

발표 : 한국융합연구원 여준구 원장

주제 : 수중 로봇,무인 해양시대를 열다.

바닷 속을 탐험하는 것과 우주를 탐험하는 것 중 무엇이 더 어려울까. 우주를 탐험하는 게 당연히 더 어렵다고 생각하겠지만 인류에게 바다는 우주만큼 미지의 세계다. 지구의 71%가 바다이고 지구의 97%가 물로 이뤄져 있다. 전세계 바다의 깊이는 평균 1000미터 이하이며 6000미터 이상 깊이의 바다도 많이 있고 대부분 베일에 쌓여있다. 심해는 광물자원과 희귀 생물의 보고이지만 최근들어 플라스틱 오염 등 생태계 파괴가 심해지고 있다. 이런 바다 생태계를 연구하기 위해선 심해에서 작업을 할수 있는 로봇 기술의 확보가 불가결하다. 최근 플라스틱 오염으로 바다 생태계가 위협받고 있는 것도 로봇기술의 도입으로 해결 방안을 찾아야 한다.

로봇 과학자들이 개발한 수중 로봇인 ROV는 끈(tether)으로 연결되어 있는데 이는 마치 1만미터 상공에 있는 항공기를 끈으로 연결해 원격 제어하는 기술과 마찬가지라고 할 수 있다. 그만큼 수중 로봇 기술을 구현하는 게 쉽지 않다.

ROV의 경우 우리나라의 ‘해미래’가 6000미터 심해까지 들어갈 수 있는 기술을 확보했으며 일본 ‘카이코(KAIKO)’는 1만미터 심해, 미국 하이브리드 ROV인 ‘NEREUS’는 1만1000미터 심해까지 들어갈 수 있는 기술을 확보했다.

하와이대학 연구진은 미 과학재단(NSF)의 지원으로 다양한 수중 로봇 개발 프로젝트를 진행해왔는데 SAUVIM(Semi-Autononomous Underwater Vehicle for Intervention mission) 등 수중 자율로봇(AUV) 등에서 선구적인 연구 실적을 많이 내놓았다. 미 해군연구소(ONR)와 협력으로 개발한 SAUVIM은 로봇 팔을 장착한 최초의 AUV다. 1991년 개발한 오딘(ODIN:Omni-Directional Intelligent Navigator)은 구형(sphere)으로 6개의 방향으로 즉각적인 방향 전환이 가능하다. AUV의 경우 SAUVIM와 ‘ABE’는 6천미터 심해에서 활동할 수 있다. 

 

 

   
▲한국로봇융합연구원 여준구 원장의 기조 강연 모습

 

ROV와 AUV 외에 그동안 휴머노이드 로봇 형태의 수중 로봇, 뱀 모양의 수중 로봇, 어뢰 형태의 수중 로봇, 가오리 모양의 수중 로봇 등 다양한 수중 로봇 개발이 추진되어 왔다. 

그렇다면 수중 로봇은 어디에 사용할수 있을까. 수중 로봇은 수중 구조물의 건축 및 유지보수, 시추 시설 등 해양 플랜트의 검사, 수리 및 유지보수(IRM) 등에 활용될 수 있다. 현재 전세계적으로 해안에 8000여개에 달하는 고정식 또는 부유식 해안 플랫폼이 존재하는 것으로 알려지고 있다. IRM 시장은 향후 5년간 200억 달러 규모에 달할 것으로 전망된다.

또한 IMO(국제해사기구)에 따르면 세계 바다에는 많은 수의 해양 시설물이 노후화돼 방치되어 있다. 이들 해양 구조물의 제거 시장이 향후 5년간 아태지역에서 320억 달러에 달할 것으로 예측되고 있다. 또한 해양에는 글로벌 통신을 위한 방대한 통신 케이블 네트워크가 구축되어 있다. 이들 수중 통신 설비들은 해양에서 발생하는 지진의 영향으로 파괴의 위험에 있고 실제 훼손된 곳이 많이 있다. 이들 시설을 유지보수하는데도 로봇의 도움이 절대적으로 필요하다.

우리나라의 경우 수중 건설로봇연구사업이 한국해양과학기술원(KIOST), 한국로봇융합연구원 등이 참여해 진행되고 있는데 현재까지 경작업 ROV, 중작업 ROV, 트랙 기반의 ROV 등 3종의 수중 로봇이 개발됐다. 지난 2013년부터 2019년까지 총 8천만 달러의 예산이 수중 로봇 개발에 지원될 것이다. 

 

2019.10.27 로봇신문 장길수 기자