국내 연구진이 산업재해 예방을 위해 안전순찰로봇과 감독순찰로봇을 활용해 근로자 및 현장설비 이상상황을 탐지하는 로봇 핵심기술을 개발하는데 성공했다.

12일 한국전자통신연구원에 따르면 이 같은 기술을 개발, 대전 유성구 한국전력공사 전력연구원에서 시험 중이다.

그동안 산업현장에서의 로봇은 단순히 사진만 촬영하거나 손만 움직이는 등 독립적인 형태였다.

연구진이 개발에 성공한 기술의 가장 큰 특징은 로봇에 AI를 적용해 로봇 간 협업하는 기술이라는 점이다. 상용로봇을 특정분야에 AI기술과 결합, 맞춤형으로 만들어 주는 것이다.

즉, 산업현장에서 로봇이 특정 시설을 촬영할 때, 구조물에 가려 문제가 발생하면 자동으로 두 번째 로봇이 가서 정밀하게 분석해 촬영하는 셈이다. 로봇 스스로 촬영이 잘못됐다는 것을 인지하면 내부 AI 인식 모듈이 판단해 자동으로 두 번째 로봇을 보내 정밀촬영을 하는 것이다.

연구진은 근로자와 산업시설 기기의 안전을 유지하기 위해 전력연구원 시설 현장 실증을 통해 다중 로봇 간 협업 기술 및 이상상황 판단 기술 등 관련 성능도 함께 검증하고 있다.

다중 로봇 간 협업 기술은 산업현장의 근로자 및 설비상태를 주기적으로 확인하는 안전순찰로봇과 명령에 따라 수행하는 감독순찰로봇이 상호협력하는 기술이다. 본 기술은 근로자의 부주의한 행동이나 사고 등으로 인한 이상행동을 신속히 탐지하고 보호하는 분야에도 활용된다. 핵심기술로는 ▲이종의 다중 에이전트 연계 제어기술 ▲멀티 에이전트 협업 프레임워크 기술을 들 수 있다.

이상상황 판단 AI기술은 영상을 통해 근로자의 안전 복장 미착용이나 쓰러짐 등 이상행동 등을 빠르게 탐지하거나 온도, 압력, 수위 등 산업설비에 대한 정상여부를 판단하는 AI 기술이다. 핵심기술로는 ▲작업자 위험상황 판단기술 ▲안전장비 착용여부 판별기술 ▲게이지 판독 기술 등을 들 수 있다.

특히 이러한 기술은 우선적으로 정유공장, 에너지, 석유화학, 발전소 등 주기적으로 점검을 요하는 곳에 적합하다. 즉 설비의 압력이나 온도를 측정하는 수천 지점의 게이지(Gauge) 등을 수시로 읽고 정상상태 안전성 여부를 확인, 점검하는 산업시설에 향후 활용될 전망이다.

안전순찰로봇이 현장 내 지정 경로 순찰을 통해 게이지나 근로자의 상태에 관한 영상을 관제센터로 전송하면, 관제센터에서는 AI 융합 영상 분석 기술로 게이지의 상태 및 근로자의 이상행동을 자동으로 판단한다. 즉, 산업재해와 관련된 안전관리 자동화가 가능해지는 것이다.

사람들이 주기적으로 게이지를 통해 산업시설이나 공장의 안전을 점검했다면, 이제는 본 기술을 활용해 로봇이 로봇 간 협업을 통해 공장, 산업시설 안전을 점검하게 되는 것이다.

또한, 본 기술은 공장이나 산업시설의 근로자들이 헬멧, 마스크, 안전장비를 필수적으로 갖춰야 하는 곳에 적합하다. 로봇이 근로자의 안전장구 장치 장착 여부를 판단해 관리부서에 데이터 전송할 수 있다.

이번 연구는 다중 에이전트(Agent)간의 협업이 가능하다. 즉 사진촬영하는 로봇, 팔 달린 로봇, 고정된 CCTV로 안전장치 확인, 근로자의 쓰러짐, 출입금지구역의 출입 등 다양한 에이전트 간 원활한 협업이 가능하다.

이처럼 연구진은 다중 에이전트 모바일 로봇과 CCTV와 같이 고정형 에이전트들이 협업할 수 있는 프레임워크를 개발해 냈다.

ETRI는 이번 로봇을 활용한 근접 탐지 및 이상상황 판단 AI 관련 핵심기술이 다중 로봇의 유기적인 움직임 제어를 기반으로 제조, 건설, 창고 등 다양한 산업현장의 이상상황을 탐지한다는 데 의의가 있다고 설명했다.

연구진은 본 기술을 내년까지 울산시 소재 석유화학공장 현장에서 실증을 통해 더욱 고도화할 예정이라고 밝혔다. 실증을 통해 공장의 요구 사항과 피드백을 받아 기술이전과 상용화에 나설 예정이다. 본 기술에 대해 ETRI 연구진은 산업안전 관련 모니터링 기업, 시설 보안업체 등을 기술이전 대상으로 삼는 기업으로 보고 있다.

ETRI는 본 기술 개발로 SCI급 저널 4편, 국내·외 특허출원 3건, 기술이전 3건의 실적을 거뒀다. 아울러 AI 기반 산업현장의 이상 상황 탐지 기술은 SCIE 저널지 등에 게재됐다.

서범수 필드로보틱스연구실장은 “향후 산업현장의 특성에 최적화된 로봇의 제어기술과 기밀데이터로 분류되는 산업설비의 데이터 관리 및 이상상황 등을 분석하는 인공지능 기술의 추가개발이 필요하다”고 말했다.

최정단 모빌리티로봇본부장도 “본 기술개발로 산업재해자수 감소가 되길 바라고 안전관리자를 보조하는 인공지능 로봇기술이 근로자를 보호하며 산업체의 생산 경쟁력 확보에 기여하도록 노력하겠다”고 밝혔다.

ETRI는 기존 관리자에 의한 근로자 보호와 산업현장 관리에서 발생할 수 있는 휴먼 오류를 극복하는 등 실질적 산업현장의 안전관리 고도화를 위해 AI 융합의 협업 로봇과 분석시스템을 개발했다고 밝혔다.

한편 이번 성과는 과학기술정보통신부의 ‘ETRI 기본사업’의 일환으로 수행됐다.

[전국매일신문] 대전/ 정은모기자 
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