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지하공동구 안전점검, 자율주행 로봇이 맡는다


건설연이 개발한 지하 공간 자율 주행형 점검 로봇이 주행테스트를 하고 있는 모습. [사진=건설연]
건설연이 개발한 지하 공간 자율 주행형 점검 로봇이 주행테스트를 하고 있는 모습. [사진=건설연]

[아이뉴스24 최상국 기자] 한국건설기술연구원(원장 김병석)이 터널이나 지하공동구의 균열 위험을 감시하기 위한 원격 자율주행 로봇을 선보였다.

건설연 이성원 박사 연구팀과 한국생산기술연구원이 공동 개발한 ‘자동화 점검 로봇 기술’은 지하 터널의 콘크리트 표면에 발생하는 균열을 탐지하고 점검할 수 있는 로봇 기술이다.

사람을 대신해 터널 내를 이동하면서 콘크리트 표면에 생긴 균열을 영상 센서 기반 인공지능을 활용해 균열을 감지하고 분석한다.

지하 공동구의 이동 환경을 고려해 무한궤도를 채용하고, 상하좌우로 움직이며 영상을 촬영해 전송하는 로봇팔을 탑재했다. 또한 두 대의 카메라로 동시에 촬영하는 스테레오 비전 기술을 통해 3차원 균열 측정 기술을 개발해 구조물의 정확한 상태 진단이 가능하도록 구현했다.

시설물을 안전하게 유지하고 관리하기 위해서는 일차적으로 구조물의 상태 변화를 점검해야 하는데, 터널의 경우 콘크리트 표면에 발생한 균열을 우선적으로 점검해야 한다. 균열의 크기에 따라 시설물의 상태가 평가되고 이를 바탕으로 보수의 우선순위가 결정되기 때문이다.

연구책임자인 이성원 박사는 "적은 수의 영상 데이터만으로도 명확한 균열 탐지가 가능한 인공지능 기술을 개발하고, 어두운 터널 내를 이동하면서 시설물을 점검하는 능력을 확인하는 시험을 거쳤다. 터널 입구를 기준으로 균열 지점에 대한 정확한 위치를 가늠할 수 있어 보다 정확하게 균열의 진행 상태 관리가 가능하다. 또한 터널 내부의 주행 경로상에 존재하는 장애물을 인식하고 극복할 수 있도록 주행 성능을 높였다"고 소개했다.

김병석 원장은 “이 연구의 핵심은 균열을 탐지할 수 있는 원천 기술과 지하 공간 시설물에 적합한 로봇 설계 및 제어 기술”이라며 “핵심 기술 간의 유기적인 융합을 통해 완성도 높은 장비를 개발하는 것이 첫 번째 목표이며, 그 다음 단계로 단면의 크기가 작은 터널을 대상으로 연구 성과를 점진적으로 적용할 계획”이라고 밝혔다.

건설연은 '지속 가능한 기반시설 관리 기본법'이 작년부터 시행됨에 따라 기존 인력 기반의 지하 콘크리트 구조물 상태 점검 방식에서 첨단 장비와 시스템 기반의 점검 방식으로 개선하기 위한 연구를 진행하고 있다. 궁극적으로는 지하 시설물 유지관리의 무인화, 자동화를 완성하는 것이 목표다.

지하 공간 자율 주행형 점검 로봇(실물) [사진=건설연]
지하 공간 자율 주행형 점검 로봇(실물) [사진=건설연]

/최상국 기자(skchoi@inews24.com)






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