[과학의 날]기계연, ICT 접목한 스마트 플랜트부터 로봇기술까지

IoT 접목한 스마트 플랜트부터 로봇기술까지… 기계연, 4차 산업혁명 실현하기 위해 힘 쏟는다

IoT 접목한 스마트 플랜트부터 로봇기술까지…
　기계연, 4차 산업혁명 실현하기 위해 힘 쏟는다
다양한 과학기술 분야가 4차 산업혁명에 거스를 수 없는 시대의 흐름으로 주목받고 있다. 이 중에서도 빅데이터와 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 로봇기술 등의 키워드는 4차 산업혁명을 촉발하는 분야로 꼽힌다. 한국기계연구원(KIMM)은 IoT를 접목한 스마트 플랜트 구현부터 기계기술과 무인 자율주행 이동체, 가장 밀접한 로봇기술 개발까지 4차 산업혁명을 실현하기 위해 힘을 쏟고 있다.

▲IoT 기술로 구현하는 스마트 플랜트

기계연 환경ㆍ에너지기계연구본부 에너지플랜트안전연구실은 화력 발전 플랜트의 정비점검을 보다 신속하고 정확하게 수행할 수 있도록 하는 ‘화력발전 플랜트 현장 정비 지원 기술 정보화 시스템 플랫폼’을 구축했다. 정비 대상인 플랜트의 정보가 집적된 데이터베이스, 정비 대상의 구조를 3D로 들여다볼 수 있는 기술정보시스템, 정비 작업자가 현장에서 다양한 정보를 직접 확인할 수 있는 정비 지원 장치(SMIS), 외부의 전문가와 안전하게 협업하는 정비 지원 통합통신망 등 네 부분으로 구성됐다. 기술 속에는 RFID(무선인식) 등 근거리 통신을 이용하는 IoT 기술과 플랜트와 관련된 다양한 정보를 수집하고 분석해 활용할 수 있도록 제공하는 빅데이터 기술이 녹아있다.

박창대 에너지플랜트안전연구실 책임연구원은 “이 기술은 플랜트 현장이 4차 산업혁명에 맞춰 스마트 플랜트로 발전하는 과정에 필요한 기술”이라며 “지금은 화력 발전 플랜트를 대상으로 하지만 향후 원자력발전소, 나아가 석유ㆍ가스ㆍ해양 등 다양한 플랜트에 적용돼 스마트 플랜트 환경을 구축하는 데 기여할 것”이라고 말했다.

▲4차 산업혁명과 로봇기술

스마트 팩토리를 구현할 것으로 전망되는 제조용 로봇 분야는 오는 2018년 187억 달러, 우리 돈으로 20조원 이상까지 성장해 산업 시장을 주도할 것으로 전망된다. 2013년 발표된 후지경제연구보고서에 따르면, 로봇통계에서 2017년 1937억원 규모 양팔로봇 시장이 2020년 3323억원까지 성장할 것으로 예측했다.

인간과 유사한 형태의 양팔로봇은 4차 산업혁명에서 제조업의 생산 현장을 가장 직접적으로 변화시킬 기술로 꼽힌다. 기계연 첨단생산장비연구본부 로봇메카트로닉스연구실이 개발한 양팔로봇 ‘아미로(AMIRO)’는 사람이 가르쳐준 동작을 사람과 유사한 속도로 두 손을 움직이며, 작업 할 수 있는 특징이 있다. 연구팀은 국내 대기업과 협력해 실제로 아미로를 투입할 수 있도록 실제 생산 공정과 유사한 시범 생산 라인을 구축하는 데 성공했다. 실제 국내 기업의 핸드폰 포장 공정을 똑같이 구현했다. 아미로는 작업 라인을 따라 움직이는 박스 안에 양팔을 이용해 마치 사람이 손으로 담듯이 구성품을 차곡차곡 넣는 작업을 수행할 수 있다. 반복 작업을 수행해도 피로가 쌓이지 않으며 실수도 없다. 덩치도 사람보다 약간 더 큰 정도로 사람과 같은 공간에서 함께 작업하는 데도 문제가 없다.

도현민 로봇메카트로닉스연구실 책임연구원은 “현재 제조용 로봇 시장은 선진국을 중심으로 ‘인더스트리 4.0’ 같은 제조업 중심 전략이 나오면서 로봇의 작업 능력 향상이 절실히 요구되고 있다”며 “앞으로 아미로의 지능을 더 발전시킬 수 있는 연구와 함께 로봇의 생산 현장 적응성을 더욱 높이는 후속 연구를 추진할 것”이라고 말했다.

▲지상 무인이동체 개발

기계연 기계시스템안전연구본부 시스템신뢰성연구실은 3D Mapping(3차원 지도 작성)을 위한 지상용 자율주행 무인 이동체(UGV) 개발에 착수했다. 기계연은 지상 무인이동체 2대를, 한국항공우주연구원은 공중 무인이동체인 드론 3대를 각각 개발해 5대가 공동으로 자율운행할 수 있도록 3차원 지도를 제작한다.

기계연이 개발할 UGV는 40㎾급 전기 구동식이다. GPS를 기반으로 센서를 이용해 장애물을 피하며 목표 지점으로 이동한다. 기존 자율주행이 도로환경을 기반으로 개발되는 것과 달리 이번 연구에서는 야지(野地), 험지(險地) 등 열악한 환경에서 주행이 가능한 차량을 개발하는 것이 목표다.

이근호 시스템신뢰성연구실 실장은 “사용자가 원하는 지역으로 무인 자율 주행하여 3차원 지도를 만들어내는 기술”이라며 “기존 자율주행 보다 고도화된 자율주행 성능을 구현할 수 있을 것”이라고 말했다.

최소망 기자 somangchoi@