푸른 바다가 수평선까지 펼쳐진 경북 포항의 영일만.

11월 늦가을의 쌀쌀한 바람이 바다 내음과 함께 밀려오는 지난 18일 포항시 북구 흥해읍 영일만3일반산업단지 내 한국로봇융합연구원 안전로봇실증센터를 찾았다.

이곳은 국민안전로봇 프로젝트를 수행하고 있다. 화재, 폭발, 가스누출, 지진, 붕괴 등 각종 재난현장은 매우 복잡하고 위험하다.

고온에 농연(짙은 연기), 가구·가전 및 낙하물 등 장애물이 뒤섞여 소방 및 구조대원의 활동을 어렵게 할뿐 아니라 자칫 인명사고의 참사로 이어진다.

국민안전로봇 프로젝트의 핵심인 안전로봇실증센터(실증센터)는 이 같은 복합재난 환경에서 사람 대신 투입할 안전로봇을 개발하고, 또한 소방대원을 도와 초기정찰 및 긴급대응 작업을 효율적으로 수행할 수 있는 핵심 부품의 연구개발 및 실증에 중점을 두고 있다.

이러한 연구는 재난현장에서 인명 피해를 최소화하는데 결정적 역할을 한다. 그래서 국민안전로봇 프로젝트라는 명칭이다.

여기에 해외의 부품 구입에 따른 외화 낭비를 줄이는 것은 물론 부품 국산화로 한국의 로봇기술을 한층 발전시킨다는 차원이다.

이 같은 목표가 성과를 거두고 있다.

실증센터는 최근 재난현장에 투입되는 로봇에 탑재할 △농연가시화 센서 △인명탐지 센서라는 핵심 부품 개발을 완료했다.



◇ 안전로봇 핵심 부품 개발 성과

특히 농연가시화 센서 개발은 세계 최초라 할 수 있다.

농연 센서는 짙은 화재 연기로 육안으로 파악하기 힘든 공간에서도 생존자와 주요 열원을 볼 수 있게 해 준다.

화재, 붕괴, 가스누출 등 재난현장의 열악한 환경에서 사용할 수 있는 영상센서 모듈기술로 시야 확보가 어려운 상황에서 다양한 센서를 조합해 가시거리를 확보하는 부품이다.

이 같은 센서는 국민안전 장갑형로봇 및 비행정찰로봇, 선박, 항공, 화재감지 CCTV, 도로 안개취약구간용 CCTV, 산업시설 점검용 드론 등 다양한 용도로 활용이 가능하다.

화재 농연에 대응하는 센서에 대한 체계적인 연구가 진행되지 않았으며 화재 연기의 변수(가연물 종류, 연기 온도·농도)를 극복할 수 있는 융합센서는 아직 개발되지 않았다.

다만 미국과 일본 등을 중심으로 화재, 붕괴사고 등 재난현장에서 인명탐지, 재난복구를 보조하기 위한 센서기술이 개발되고 있는 상태다.

실증센터는 세계 최초로 개발한 농연가시화 센서를 다양한 환경 조건에 따른 실증 테스트를 거쳐 상용화에 들어간다는 계획이다.

서갑호 한국로봇융합연구원 안전로봇사업단장은 “농연가시화 센서는 아직 세계적으로 개발된 것이 없다, 최근 포항의 실증센터에서 개발을 완료한 센서가 기능적인 면에서 상당히 기대된다. 조만간 로봇에 탑재해 실증을 갖는다는 것은 진일보한 것이다”고 했다.

인명탐지 센서는 화재, 연기, 매몰, 장애물(벽) 등 각종 재난환경에서 요구조자를 탐지하기 위한 실내정찰로봇에 사용된다.

생존자의 유무 및 위치 추정을 위한 탐지 기능으로 실내정찰로봇과 스마트헬멧용에 센서를 탑재해 인명구조의 효율성을 높인다.

장애물을 투과하는 대표 장비는 이스라엘 카메로사의 크사브 800이라는 제품이 있다.

실증센터에서 개발한 인명탐지 센서는 비접촉식 방식의 벽 투과를 통한 생존자를 파악하는 것으로 카메로사 제품과 차이가 있다.

함제훈 한국로봇융합연구원 인터랙티브로봇연구본부 선임연구원은 “이번에 개발한 인명탐지 센서가 모든 벽을 투과하는 것은 아니나, 기존 제품보다 가벼우며 로봇에 탑재하기도 쉽고 로봇과 연동할 수 있는 장점으로 매우 우수한 부품”이다고 설명했다.

이날 국립소방연구원 리빙랩은 실증센터에서 장갑형로봇에 대한 내용과 기능적인 테스트 시연을 가졌다.



◇ 모의·현장실증 거쳐 상용화

개발한 부품은 실증 단계를 거쳐 상용화된다.

농연가시화 센서와 인명탐지 센서를 각각 장갑형로봇과 실내정찰로봇에 탑재해 실증센터에서 모의 테스트, 재난현장에서 실제 테스트라는 과정에서 완전한 검증을 거친 후 상용화에 들어간다.

모의 실증은 2022년까지, 현장 실증은 이후 1~2년 더 걸린다.

서갑호 단장은 “실증 기간이 다소 긴 것은 재난현장의 인명 피해와 착오를 최대한 줄이기 위한 것이다. 이는 완벽한 부품 개발에 중점을 둔 것이다”면서 “부품이 상용화되면 재난현장에서 안전로봇의 인명구조 성능을 상당히 높일 수 있다”고 했다.

실증센터는 감속기와 서보모터를 개발할 계획이다.

감속기는 모터의 회전수를 필요한 만큼 감속해 더 높은 힘을 얻을 수 있도록 구현된 장치로 자동차 변속기, 로봇의 구동부 등에 사용된다.

서보모터는 일반적인 모터와 달리 움직임을 지정하여 제어 계측회로에서 피드백이나 에러 보정을 통해 정확한 움직임의 제어가 가능한 모터를 말한다.

둘 다 재난현장에 사용된다.

이 밖에 실내정찰용로봇·장갑형로봇 시스템과 다중로봇 통합관제운용시스템 등 전체적인 복합재난로봇이 2022년 6월까지 개발된다.

안전로봇사업으로 국내 로봇업체들이 포항에 입주하는 계기가 될 것으로 보인다.

안전로봇실증센터 바로 뒷편에 2017년 6월 준공한 수중로봇복합실증센터가 있다.

수중로봇은 해저케이블, 해양플랜트, 해상교량, 해저터널 등 다양한 해양구조물산업에 투입되고 있다.

포항이 안전로봇과 수중로봇의 인프라 구축으로 첨단 로봇산업의 메카로 도약하고 있는 가운데 연구개발 및 실용화에 따른 로봇 기술인력이 포항에서 상호 교류와 협업으로 기술적 시너지 효과를 발휘할 수 있게 됐다.

송경창 포항시 부시장은 “포항은 안전로봇 및 수중로봇실증센터로 이 분야의 세계적인 로봇 필드 테스트로서 자리매김하게 됐다. 포항에서 개발한 로봇이 상용화되고 관련기업들이 입주하면 지역경제 활성화에도 기여하게 된다”고 했다.



국민안전로봇 프로젝트 핵심시설 ‘안전로봇실증센터’

국민안전로봇 프로젝트는 한국로봇융합연구원이 주관하고 한국과학기술원, 서울대학교 등 산학연 20개 기관 200여 명 연구원들이 참여해 세계적으로 자연재해가 빈발하고 재해의 규모가 대형화되는 등 복합재난 환경 속에서 사람을 대신해 재난현장에 투입돼 인명구조와 현장 상황을 모니터링 할 수 있는 로봇을 개발하는 사업이다.

총 671억원으로 지난 2016년부터 오는 2022년까지 사업을 추진하고 있다.

이 프로젝트의 핵심시설인 국내 최초의 안전로봇실증센터(180억원)는 포항 영일만3일반산단에 위치하며 안전로봇 기술개발 및 핵심 부품의 국산화에 중점을 두고 있다.

실증센터는 화재, 폭발, 붕괴 등 안전 문제로 사람이 들어가기 힘든 각종 재난현장에 투입돼 신속 대응할 수 있는 첨단 재난대응 로봇의 연구개발과 성능시험, 시물레이션을 할 수 있는 △연구동 △실내외 시험동 △재난환경건축물 등으로 구성됐다.

올해 6월 준공 후 지난 10월 이곳에서 건설안전로봇 시연회를 가졌다.

로봇의 구체적인 명칭은 ‘유리섬유배관 내부 연결부 접합 자동화 배관로봇’이며 통상 ‘배관로봇’이라 불린다.

이 로봇은 유리섬유(FRP) 소재의 대형 배관(직경 3.9m)에 들어가 본드로 배관 이음새를 접합해 연결시켜 주는 것으로 이 같은 특성을 갖춘 로봇 개발은 세계 최초이다.

내년 초 건설현장에서 실증 후 상용화를 추진한다는 계획이다.