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로봇으로 ‘무인 순찰’ 국가 주요시설 안전관리 책임진다

오성덕 기자 | 기사입력 2025/01/20 [12:32]
오성덕 기자 이메일 아이콘 기사입력  2025/01/20 [12:32]
로봇으로 ‘무인 순찰’ 국가 주요시설 안전관리 책임진다
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새만금 국가산업단지와 같은 국가 주요시설의 안전성 확보를 위해 로봇을 활용한 무인 순찰과 안전관리시스템 등 특화된 기술이 선보여 관심이 쏠리고 있다. 

 

이번 특화 기술 중 로봇기술은 위험한 작업환경에서 인간을 대체함으로써 작업자의 안전을 보장하고, 업무에 대한 만족도와 삶의 질을 향상시키는 것은 물론 사고 발생률 감소로 인한 인명 피해와 의료, 법적 분쟁 비용 절감 효과를 거둘 것으로 기대를 모으고 있다. 

 

특히, 산업시설에서 검증된 자율주행 기술은 농업 분야에서 농작물 감시, 수확, 이동과 같이 다양한 작업 수행도 가능해 인력 의존도를 감소시키고, 작업의 자동화 수준 증대에도 기여할 것으로 예상된다. 

 

현재 전북특별자치도 농업기술원과 다양한 분야에서 활용되도록 추진 중이다.

 

군산대 중심 ‘스마트 안전산업단지 시설물 유지관리 기술’ 연구 추진

LX공간정보연, 공간 데이터 분석·제공 등 테스트 시나리오 개발 참여

 

새만금 국가산업단지는 전라북도의 중요한 산업 발전 프로젝트 중 하나로, 이차전지 특화단지를 비롯한 다양한 첨단 산업 분야 기업들의 투자가 활발히 이뤄지고 있다. 

 

현재 82개의 이차전지 관련 기업들이 입주하거나 입주할 예정이며, 추가로 10여 개 기업과 투자 협의가 진행 중인 것으로 알려져 있다.  

 

특히, 새만금청으로 권한이 일원화돼 있어 기업들에게 신속한 원스톱 서비스 제공이 가능하고, 전력·용수 공급과 같은 인프라가 잘 갖춰져 있다. 저렴한 대규모 용지 제공도 기업들에게는 매력적인 투자 환경으로 다가온다. 

 

이 같은 장점들로 현재 새만금 국가산업단지는 약 15조 원의 투자를 유치하는 데 성공했으며, 약 9,000명의 고용 창출이 예상되고 있다. 

 

하지만, 이와 맞물려 산업 안전에 대한 우려와 효율적인 안전관리 시스템에 대한 수요도 커지고 있는 상황이다.  

 

실제로 최근 국가산단에 이차전지를 중심으로 기업 입주 계약이 크게 증가하고, 최근 산단 입주기업에서 화학물질 누출 사고가 빈번히 일어나면서 안전에 대한 우려감이 커지고 있는 가운데 입주 심사와 규정이 강화되고 있는 추세다. 

 

특히, 지난 2022년 1월부터 중대재해처벌법이 시행되면서 산업현장 노동자들의 안전한 작업환경 확보가 우선시 되고 있어 중대산업재해 예방과 국가의 안전경영 방침을 뒷받침할 수 있는 시스템 개발이 요구되고 있다. 

 

한편, 모바일 로봇은 활용 환경에 따라 실내용, 야외용, 실내외 겸용 로봇으로 구분되고 있다. 

 

실내용 로봇은 계절과 날씨, 조명 등 외부 변수의 영향에서 비교적 자유로운 반면, 운행 시나리오에 따라 밀도 높은 주변 장애물을 비켜 가야 하거나 많은 사람 사이에서도 안정적 주행 성능이 필요하다. 

 

야외용 로봇은 국가, 계절, 운행 시간 등에 따라 영향을 미칠 수 있는 외부 변수가 매우 다양하고, 실내보다 비교적 빠른 운행 속도가 요구된다는 점, 온도나 바람 등 외적 조건에도 불구하고 신뢰성 확보가 중요하다는 점에서 개발 난도가 높은 편이다.

 

따라서 전문적인 서비스로 갈수록 문제 상황을 탐지하고 반응하기 위해서는 다양한 시나리오에 대한 대응 능력과 수준 높은 자율주행 성능이 필요하다. 

 

이에 중대산업재해 예방과 다양한 시나리오에 대응할 수 있는 순찰 로봇과 안전관리시스템 개발을 목표로 국립군산대학교를 주관연구기관으로 ‘스마트 안전산업단지 조성을 위한 순찰 로봇 기반 공장 시설물 유지관리 기술 사업화’ 연구가 진행되고 있다. 

 

특히, 참여 연구기관인 LX공간정보연구원에서는 공간정보를 로봇 분야에 적용하는 역할을 하고 있다. 공간 데이터 분석·제공, 테스트 시나리오 개발, 현장에 적합한 피드백 수집 및 분석 시스템 구축 등의 연구를 수행하며 이번 연구의 완성도를 한껏 끌어 올리고 있다. 

 

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연구내용

이 연구는 산업단지 내에서 위험에 노출되는 환경을 최소화하기 위한 ‘새만금 국가산업단지 등 전북지역 산업시설에 적용될 수 있는 로봇 순찰 기술 개발’ 연구와 함께 로봇 순찰업무일지 기록 등 효율적인 모니터링과 시설관리를 위한 ‘디지털 트윈 인프라와 로봇을 상호 연동하는 스마트 산업단지 운영’ 연구로 구성돼 있다. 

 

세부적으로는 ‘산업시설의 특징에 따라 순찰업무 시 요구되는 주행기술’ 연구 부문에서는 실내에는 ArUco Marker의 최적 배치·활용을, 실외에는 장거리 건물 간 이동 시 GPS를 활용할 수 있는 기술 개발에 나서고 있다. 

 

‘자율주행 로봇 순찰 및 시설점검 통합 관리시스템 구축’ 부문에서는 카메라와 센서를 이용해 시설 장비와 작업자의 안전 장비 착용 유무 등을 검출할 수 있는 모듈과 함께 공장 내 탄소배출 농도를 측정하는 등 친환경 사각지대 보완 솔루션 개발 연구를 수행하고 있다. 

 

‘로봇 기반 공장 관리 사용자 시스템’ 부문에서는 웹 기반 로봇-시설 관리시스템(Web-based Robot Management System)과 위험 조기 감지 시스템(로봇 순찰 데이터 기반 디지털 트윈 시스템), 긴급상황에 대한 대응 매뉴얼과 로봇 대응 프로토콜을 개발하고 있다. 

 

‘24시간 자율주행 로봇 기반 산업시설 위험 관리 플랫폼 사업화’ 부문에서는 산업시설의 모든 프로세스를 통합 관리할 수 있는 기반 마련과 함께 로봇 보안과 산업 안전 관리 순찰 자동화 시스템 구현(플랫폼 임대 사업), 로봇 순찰 자동화 시스템을 통한 유해물질과 안전관리 데이터 관리 서비스 개발 연구를 진행하고 있다. 

 

이 같은 연구 중 LX공간정보연구원에서는 개발 기술과 시스템을 대상으로 공간정보 전문기관의 특성을 살려 디지털 트윈에 적합한 현장 테스트 지원과 피드백을 통한 효율성 제고 연구를 담당하고 있다. 

 

LX공간정보연구원에서는 테스트 대상 현장의 지리적 특성을 상세하게 분석, 이를 바탕으로 필요한 공간정보 데이터를 제공하고, 현장 특성과 조건을 고려해 다양한 테스트 시나리오와 프로토콜을 개발하고 있다. 

 

시나리오와 프로토콜은 현장에서의 로봇 운영 시나리오를 포괄적으로 테스트하고 검증하는 데 사용된다. 

 

또한, 테스트의 효과를 평가하고 개선점 식별을 위해 필요한 현장 테스트 중 수집된 데이터와 사용자 및 관찰자 피드백을 체계적으로 분석할 수 있는 시스템 구축에도 나서고 있다. 

 

이 같은 현장 지원과 함께 전주대학교와 협력해 개발한 지오펜스 기술이 통합된 모바일 로봇시스템 현장 테스트를 지원하고, 현장 테스트에서 얻은 데이터와 피드백을 분석해 지오펜스 기술의 성능 개선과 최적화 방향을 제공하고 있다. 

 

특히, 현장 테스트와 피드백을 진행하며 군산대학교 및 플로리젠 로보틱스에서 개발한 기술의 제품화 지원과 함께 추가 적용과 테스트 현장 물색, 가능성 타진 등의 지원도 추진하고 있다. 

 

또한, 타 현장 적용에 필요한 지리적 데이터와 환경 분석 지원하며 제품화 과정을 지원하고 있다. 

 

이외에도 새만금 산업단지에 위치한 기업과 안전 운영기업과의 협업을 통해 현장 경험과 실제 적용사례를 공유, 교육 프로그램에 실질적인 사례 연구를 제공하고, 현장 상황에 대한 시뮬레이션과 경험을 위해 교육 프로그램의 실습 부분에 대한 지원도 이뤄지고 있다. 

 

 

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24시간 감시체계 위험 환경 ‘최소화’

친환경 스마트산업단지 조성 ‘한몫’

 

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▲ 조국 책임연구원  

LX공간정보연구원 조국 책임연구원은 “이번 연구는 디지털 트윈 인프라와 로봇의 상호 연동, 로봇 통합 관제시스템 도입 등을 통해 효율적인 모니터링과 친환경 스마트 산업단지를 조성을 지원하기 위한 연구”라고 소개했다. 

 

이어 “현재 새만금 국가산업단지 등 전북지역 산업시설에 적용할 수 있는 자율주행 기술을 활용해 로봇 순찰기술 개발에 집중하고 있다”고 밝혔다. 

 

이 연구 중 LX공간정보연구원에서는 산업시설의 위험 설비 운영에 최적화된 로봇 운영과 디지털 트윈 시스템 구축 지원 등의 연구를 담당하고 있다.

 

조 박사는 “그동안 현장의 공간정보 구축과 디지털 트윈 기반 기술 마련을 위한 토대를 제공했다”며, “친환경 스마트 산업단지 조성에 기여할 수 있는 빅데이터 구축 지원, 우수기업 활용과 스마트 팩토리 운영 기술 사업화 지원 등의 연구도 병행했다”고 밝혔다. 

 

이어 “특히, 공간정보 기반 한국형 산업시설과 안전관리 패키지 구성·운영에 대한 노하우 전파와 함께 산업시설과 안전관리 분야에서 실내 공간정보 구축을 통한 LX공사의 사업 확장을 모색할 수 있는 방안 마련을 위한 연구도 성공적으로 수행했다”고 설명했다. 

 

디지털 트윈 인프라와 로봇 연동 ‘구축’ 성공

 

그동안의 연구를 통해 연구진은 디지털 트윈 인프라와 로봇을 상호 연동하는 스마트 산업단지 구축에 성공했다. 

 

조 박사는 “이번 연구성과를 기반으로 향후 24시간 감시 체계가 도입될 경우 산업재해 예방은 물론 로봇 투입을 통해 순찰업무 시 발생할 수 있는 위험 노출 환경 최소화, 로봇 순찰업무일지 기록 등 효율적인 모니터링과 시설관리에 기여할 것”이라고 전망했다. 

 

이어 “앞으로도 LX공사의 중장기 경영목표 중 혁신성장 신산업 활성화와 실용R&D 강화 등을 통한 혁신성장과 국토정보 기반 혁신성장을 견인하는 데 최선을 다할 것”이라며, “또한, 자율주행 공간정보 플랫폼 기반 실증사업과 R&D를 통한 혁신성장 신사업 추진, 혁신성장 신산업 활성화에도 역량을 집중시키겠다”고 덧붙였다. 

 

 

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