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4차 산업혁명으로 인공지능 기술, 로보틱스 기술에 대한 관심이 높아지면서 다양한 산업에 로봇기술이 적용되고 있습니다. 최근에는 건설 현장에도 로봇이 나타났는데요. 건설 현장에 쓰이는 로봇은 위험한 환경에서 작업하는 작업자를 대신해 안전성을 높이고, 높은 시공 정확도로 공사비 절감을 기대할 수 있어 관련 업계에서 적극적으로 로봇을 도입하고 있습니다. 현대건설도 발 빠르게 로봇 기술을 적용하고 있는데요. 건설 로봇 시장의 현황과 현대건설의 로봇 활용 사례를 함께 알아봤습니다.

제조업에서 건설 산업으로 활동 영역을 넓힌 로봇

주거 공간, 식당, 전시장 등 우리 일상에 로봇이 등장하고 있습니다

우리 일상에서 로봇은 다양하게 쓰이고 있습니다. 식당에서도 서빙하는 로봇을 심심찮게 볼 수 있고, 전시장에 가면 안내 로봇이 전시 관람을 도와줍니다. 3D 프린팅 기술과 인공지능 등 4차 산업혁명 기술이 본격적으로 산업에 활용되면서 건설 분야에도 로봇이 투입되기 시작했습니다. 대부분의 선진국에서 진행 중인 고령화 사회도 건설 로봇 시장이 성장하는 데에 하나의 원인이 되었습니다. 고령화로 인해 숙련된 건설 인력의 부족을 경험하는 국가가 늘면서 건설 로봇이 노동력 부족과 안전성 문제를 해결할 수 있는 대안으로 떠오른 것입니다.

건설 로봇의 도입은 건설 산업에 새로운 활기를 불어넣을 것으로 기대됩니다. 로봇이 대규모의 단순 작업을 처리하면 그 시간 동안 건설 전문가는 프로젝트의 창의적이고 섬세한 부분에 집중해 좋은 성과를 낼 수 있기 때문입니다. 한 글로벌 리서치 기업에서는 건설 로봇의 시장 규모를 2018년 2,270만 달러(약 255억 원)로 추정했으며, 2025년에는 2억 2,600만 달러(약 2,476억 원)까지 성장할 것으로 전망했습니다. 세계적인 도시화와 노령화로 인해 건설 로봇의 수요는 앞으로 증가할 것이라고 내다본 것입니다. 그러면 지금 건설 현장에서는 어떤 로봇이 쓰이고 있을까요? 현대건설의 사례를 통해 살펴봤습니다.

균일한 품질을 보장하는 다관절 로봇

현대건설은 작년부터 건설 현장에 로봇 투입을 위해 현장 실증을 하고 있습니다

현대건설은 작년부터 다관절 로봇을 국내 건설 현장에 시범 적용하고 있습니다. 다관절 로봇에 건설 숙련공이 하던 업무 패턴을 프로그래밍화해 적용하고, 로봇이 자동으로 움직일 수 있도록 만들었습니다. 기존 산업용 로봇은 고정된 환경에서 단순 반복 업무만 수행했기 때문에 복잡한 환경에서는 제대로 활용하기 어려웠었는데요. 현대건설이 작년부터 활용하고 있는 다관절 로봇은 숙련공의 업무 패턴을 학습하기 때문에 환경에 구애받지 않고 사람의 손과 팔만큼 정밀한 작업이 가능합니다.

작업자의 숙련도나 컨디션에 영향을 받지 않기 때문에 시공할 때 균일한 품질을 얻을 수 있습니다. 휴식 없이 연속 작업이 가능해 공사 기간을 단축할 수 있고, 사고 위험이 높은 공정에도 투입될 수 있어 안전사고를 예방할 수 있습니다. 다관절 로봇 사용이 상용화되면 건설 노동자의 작업 환경 개선에도 긍정적인 영향을 미칠 것입니다.

건설 현장 주변을 자율주행하는 현장 순찰 로봇

최근 선보인 현대건설의 현장 순찰 로봇은 스스로 주행하면서 현장의 위험 요인을 파악해 관제실로 전달합니다

현대건설의 현장 순찰 로봇은 2020년 11월 12일, ‘세종-포천 고속도로 14공구 현장’에서 열렸던 ‘스마트건설기술 시연회’에서 공개됐습니다. 건설 현장 주변을 자율주행하면서 각종 정보를 수집하고 원격으로 현장 상황에 대응하는 작업을 수행합니다. 현장 순찰 로봇에는 자율주행에 필요한 LiDAR(Light Detection and Ranging, 레이저 스캔 및 거리 측정) 및 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping, 자율주행 위치 인식) 기술이 적용되어 있습니다. 덕분에 복잡하거나 위험한 건설 환경에서도 안정적으로 주행할 수 있죠. 현장 곳곳을 스스로 주행하면서 현장의 위험 요인을 파악하기 때문에 안전사고 예방에도 도움을 줍니다.

유독 물질에 대한 오염 상태를 포착할 수 있고, 현장 주변을 레이저로 스캔할 수 있는 기능도 탑재했습니다. 현장 순찰 로봇은 공사 현장의 근무 인원이나 3D 형상 등의 데이터를 수집하는 즉시 전산화를 할 수 있어 사람이 직접 현장에 나가서 상황 파악하는 시간을 줄여 효율적인 일 처리가 가능합니다. 작업 현장을 관제실에서 원격으로 모니터링할 수도 있습니다. 현대건설의 현장 순찰 로봇은 대구전산센터, 현대중공업 글로벌 R&D 센터 등에서 테스트를 거쳐 상용화를 준비하고 있습니다.

작업자의 안전을 확보하는 무인 시공 로봇

무인 시공 로봇은 사람이 하기에 위험하고 어려운 작업을 대신해 작업자의 안전성을 확보합니다

위험하고 어려운 작업을 로봇이 대신해 준다면 건설 현장의 안전성은 높아지고, 사람의 노동력은 가치 있는 일에 투입할 수 있을 것입니다. 이 때문에 건설 업계는 위험한 작업을 전문적으로 수행할 무인 시공 로봇을 적극적으로 개발하고 있습니다. 현대건설의 무인 시공 로봇은 작업자가 보호장구를 착용하고 리프트에 올라가서 수행했던 천장 드릴 타공 작업을 대신 수행합니다.

무인 시공 로봇은 상단에 적용되어 있는 객체 자동 인식 기술을 통해 작업 지점을 찾고, 자율주행 기술을 기반으로 해당 작업을 원격으로 수행합니다. 리프팅이 가능한 이동 대차가 자율주행으로 목적지까지 이동한 다음, 리프트 위에 있는 작업 로봇을 천장으로 올립니다. 천장과 가까워진 로봇은 목표 작업점을 센서로 찾아서 작업을 진행합니다. 무인 시공 로봇은 정확하고 효율적인 작업이 가능하다는 장점이 있지만 무엇보다도 위험한 작업 환경인 고소 작업(높은 곳에서 이뤄지는 작업)에서 작업자의 안전을 확보할 수 있어 앞으로 더 유용하게 쓰일 전망입니다. 무인 시공 로봇은 천장 시공 외에 페인트, 용접 작업 등으로 적용 범위를 확대할 예정입니다.

건설 로봇은 작업자의 안전을 지키고 시공 품질을 높이는 데 도움이 될 것입니다

현대건설의 사례를 살펴보면 건설 현장의 로봇들은 안전사고 예방과 정확한 시공에 많은 부분 일조할 것으로 보입니다. 최근 현대자동차그룹에서 인수한 보스턴 다이내믹스의 로봇 스팟도 국내 건설 현장에 데이터 수집 목적으로 투입된 바 있는데요. 수집한 데이터는 건설사의 3차원 건축 정보 모델 데이터와 통합해 안전 관리 계획 수립에 활용됐습니다. 이처럼 건설 로봇은 앞으로 더 많은 현장에서 활용될 것입니다.

현대건설은 건설 현장에 필요한 로봇 개발에서 나아가 BIM(Building Information Modeling, 건설 정보 모델링)과의 연계를 통해 디지털 트윈(현실 세계의 기계나 장비, 사물 등을 컴퓨터 속 가상세계에 구현한 것)을 구축하는 기술을 연구 중입니다. 가상의 건설 현장을 만들고, 로봇과 작업자의 퍼포먼스를 극대화할 수 있는 방법을 시뮬레이션하는 기술이 상용화되면 실제 현장 작업의 정확도와 효율성이 높아질 것입니다. 다양한 건설 로봇이 개발되고, 기존의 로봇 성능도 좋아진다면 안전의 측면은 물론 생산적인 측면에서도 지금보다 더 좋은 작업 환경을 구축할 수 있겠죠? 현대건설이 로봇과 함께 만들 안전하고 투명한 작업 현장이 기대됩니다.