[비즈월드] 스타크래프트 같은 게임에서나 보던 ‘건설로봇’이 실제 공사 현장에서 활약하고 있다. 건설로봇은 정교한 작업을 일관적으로 수행하는 능력을 갖춘 동시에, 위험한 작업을 대신하며 근로자들의 안전까지 책임지고 있다. 건설업계는 다양한 장점을 두루 갖춘 건설로봇 도입을 위해 기술개발과 특허 등록에 힘쓰고 있다. 비즈월드가 건설업계의 건설로봇 특허를 소개한다. [편집자 주]

삼성물산 건설부문(대표 오세철, 이하 삼성물산)이 다양한 종류의 앵커를 빠르게 설치할 수 있는 ‘앵커 설치 로봇’을 개발하고 특허를 획득했다. 해당 기술은 기존 개발됐던 로봇보다 부피·범용성·이동경로 산출 기능 등을 업그레이드한 것이다.

5일 비즈월드가 특허정보검색서비스 키프리스를 통해 확인한 결과, 삼성물산의 ‘앵커 설치 로봇’은 올해 2월 17일 출원(출원번호 제1020230021322호)돼 지난달 20일 특허(등록번호 제102547368호)로 등록됐다.

산업 관련 작업장 천장에는 배선·덕트 등을 지지하기 위한 앵커 시공이 필수다. 앵커 시공 작업은 높은 천장에서 진행되고 반복적으로 위아래로 오르내려야 해 까다로울뿐더러 위험하다.

삼성물산은 어렵고 위험한 앙카 시동 자동화를 위해 로봇을 개발하고 관련 특허(관련 기사 ▲[건설로봇 특허] 삼성물산, 까다로운 앙카 시동 자동화한 ‘천정 시공 로봇’ 개발. 2023년 3월 1일 자)를 이미 확보했다.

문제는 기존에 개발한 로봇은 다양한 앵커 종류에 대응하지 못하고 부피가 커 작업 현장 환경에 제약받을 수 있다는 점이다. 또 이동 과정에서 장애물 같은 위험 요소에 잘 대처하지 못한다는 단점도 있었다.

이번에 새롭게 개발한 ‘앵커 설치 로봇’은 이런 문제점을 개선했다.

다양한 종류의 앵커를 시공할 수 있어 넓은 범용성을 가진다. 로봇의 부피도 줄여 협소한 공간에도 투입할 수 있다. 이동 기능도 개선했다. 장애물과 위험 요소를 고려한 최적의 이동 경로로 움직일 수 있다.

작업 속도도 기존 로봇보다 빨라졌고 시공 정확성도 높였다. 로봇에 여러 개의 광파 거리 측정기를 탑재해 정확한 위치·자세 측정이 가능하다.

앵커 설치 로봇의 구성 요소는 다음과 같다. 이동을 위한 바퀴가 달린 몸체부, 앵커 시공을 위해 천장에 근접하는 승강부, 다양한 종류의 앵커를 수용·설치할 수 있는 앵커 설치부, 앵커 설치 위치까지 이동을 위한 안내 정보를 출력하는 출력부 등이다.

시공 과정은 정해진 위치의 천장에 구멍을 뚫고 앵커 볼트를 삽입하고 앵커 노트를 체결하는 식이다. 한 작업이 완료되면 다음 위치로 이동해 작업하는 과정이 반복 수행된다.

앵커 설치 로봇을 이용한 앵커 설치 시스템의 주요 요소는 ▲광파 거리 측정기 ▲앵커 설치 로봇 ▲관리 서버 등이다.

광파 거리 측정기는 천정에 앵커를 설치하기 위한 장소에 설치돼 앵커 설치 로봇에 설치된 프리즘으로 광파를 발사한다. 발사된 광파가 프리즘에 반사돼 돌아오는 반사파를 통해 거리 정보가 생성된다.

광파 거리 측정기는 두 개 이상의 지점에 설치돼 앵커 설치 로봇과의 거리를 측정하며 정확한 위치 파악과 자세 추정을 지원한다. 특정 광파 경로에 작업자 등의 장애물이 있더라도 나머지 광파 거리 측정기를 통해 거리를 측정할 수 있어 인식 오류가 최소화된다.

앵커 설치 로봇은 광파 거리 측정기로부터 거리 정보를 수신한다. 이를 기초로 현재 위치와 자세를 식별할 수 있다. 또 관리 서버로부터 수신한 도면 정보를 기초로 앵커 설치 위치를 모두 경유할 수 있는 경로를 설정하고 관련 정보를 작업자에게 안내한다. 작업 경로는 사전 기계 학습된 인공지능을 통해 형성된다.

관련 정보는 앵커 설치를 위한 공간을 나타낸 지도, 지도에서의 앵커 설치 위치, 현재 로봇의 위치, 현재 로봇의 위치에서 앵커 설치 위치까지의 이동 경로, 모든 앵커 설치 위치를 경유하는 이동 경로 등이다. 경로를 이탈하는 경우 작업자가 인지할 수 있도록 안내음을 출력할 수 있다.

관리 서버는 앵커 설치 로봇의 일부 또는 전부를 제어할 수 있도록 구성된다.

삼성물산 관계자는 “새로운 앵커 설치 로봇은 작업자가 설치할 목적물의 배치 현황을 이해하며 최적화된 작업을 수행할 수 있다”고 말했다.

[비즈월드=나영찬 기자 / na@bizwnews.com]