로봇융합연구원, ‘와이어로프·삭륜 장치를 포함한 삭도시설 원격 검사 로봇 시스템’ 개발

한국로봇융합연구원(원장 여준구)이 케이블카, 건설 현장이나 항만시설의 크레인 등에 적용할 수 있는 ‘와이어로프·삭륜 장치를 포함한 삭도시설 원격 검사 로봇 시스템’을 개발했다.

‘삭도시설 원격 검사 로봇 시스템’은 케이블카와 스키장 리프트 등 케이블을 이용한 교통수단인 삭도시설의 와이어로프와 삭륜 장치를 점검하고 안전을 확보하기 위한 시스템이다. 와이어로프 검사 로봇은 AI 기술을 활용하여 와이어 결함을 신속하게 검출하며, 시설물의 안전성을 지속적으로 모니터링할 수 있다.

삭륜 마모도 검사 로봇은 경량 복합 소재 프레임으로 설계되었으며, 강화학습 기반의 비주얼 서보잉 기술을 적용해 정밀한 검사 작업을 수행한다. 이 로봇 시스템은 지난해 12월 하이원 리조트의 삭도 시설에서 1차 현장 테스트를 성공적으로 마쳤으며, 올해 겨울에는 2차 현장시험이 예정되어 있다.

지난 수년 동안 잇달아 발생하는 안전사고로 안전에 대한 국민들의 인식이 높아짐에 따라 사회 시설물 전반에 대한 불안감이 증가하고 있으며, 특히 노후 삭도 시설에 대한 문제가 사회적 이슈로 대두됐다.

그동안 삭도 시설의 점검은 점검자의 육안에 의해 이루어지는 외관 조사와 접근 가능한 지점에 대해서는 일반적인 비파괴 검사 수준에 머무르고 있다.

또한 강풍, 우천, 한파 등 극한 작업 환경에 따른 높은 근로 강도와 작업자의 안전도 위험에 노출되어 있다보니 노후 삭도 시설의 오작동, 기계 결함 및 성능 저하를 고려한 최적의 유지관리 방안으로 첨단기술을 활용한 삭도시설 관리체계 구축이 요구되고 있다.

이에 로봇융합연구원은 지난 2022년부터 산업통상자원부, 경상북도, 포항시로부터 4년 간 총 사업비 55억원(산업부 50억원, 경상북도·포항시 5억원)을 지원받아여 와이어로프, 삭륜 장치에 대해 인공지능 기반 영상 및 비파괴 검사 기술을 적용하여 실시간 안전성 확인을 위한 ‘원격 능동 제어 기반 삭도시설 검사 로봇 시스템’ 개발을 수행 중이다.

로봇융합연구원이 개발한 ‘삭도시설 원격 검사 로봇 시스템’에 적용된 주요 기술은 다음과 같다.

우선 ‘와이어로프 비파괴 검사 기술’은 AI 기반 학습을 통해 와이어로프의 내외부 결함 조기 감지·안전성 확보 및 수명 예측을 통해 이상상황 발생 전 선제적인 분석 및 대응이 가능하다.

그리고 ‘딥러닝을 결합한 비주얼 서보잉 경로 생성 기술’은 삭륜의 외형을 딥러닝 기술을 활용해 학습하며, 삭륜과 매니퓰레이터의 위치를 계산하여 자동으로 검사 동작을 제어·강화학습을 통해 매니퓰레이터의 모션 최적화·레질리언트(Resilient) 제어 기술(시스템이 외부 충격이나 예기치 않은 상황(예 : 장애물, 센서 오류, 환경 변화 등)이 발생해도 안정적으로 작동하거나 빠르게 복구할 수 있도록 설계된 제어 방식)을 바탕으로 정확한 위치에서 적합한 검사를 수행한다.

또한 ‘강화학습 기반 시브라이너(Sheave liner : 케이블을 지지하고 움직이게 하는 바퀴 역할을 하는 장치인 시브의 표면을 감싸는 재료) 검사 기술’을 적용하여 강화학습을 통해 매니퓰레이터의 모션을 최적화하는 동시에 레질리언트 제어 기술을 바탕으로 정확한 위치에서 적합한 검사를 수행한다.

한편 로봇융합연구원은 지난 10월 23일부터 26일까지 4일 간 일산 킨텍스 제1전시장에서 개최한 ‘2024 로보월드(ROBOT WORLD 2024)’에 참가해 ‘와이어로프·삭륜 장치를 포함한 삭도시설 원격 검사 로봇 시스템’을 선보였다.