로봇이 건설현장을 구한다

AI나 IoT와 연계하여 일손부족 보완

심각한 일손 부족을 보충하기 위해 각 건설회사는 현장에 로봇을 투입하는데 주력하고 있다. 1990년대까지의 로봇개발에 대한 반성을 토대로, 현재 로봇개발에서는 범용성과 사람과의 협조성을 중시하고 있다. 계속 진화하는 AI나 IoT 등 첨단기술과 연계하여 기술자나 기능 노동자를 지원하는 확실한 생산성 향상을 목표한다.

Part 1. 시작된 ‘생산성 혁명’
현장으로 로봇이 찾아온다

시미즈건설은 간사이 지역의 고층빌딩 건설 현장에 자율형 로봇을 2018년 봄에 본격적으로 투입한다. 로봇을 운용하는 공정에서는 70% 이상의 성인화를 목표한다. 미래의 노동인구 감소에 대비하여 현장의 로봇 혁명에 도전한다. 수평 방향으로 신축하는 붐 때문에 작업 반경을 자유자재로 조정할 수 있다. 시미즈건설이 개발한 세계 첫 수평 슬라이드 크레인 ‘Exter’가 완성, 8월에 히로시마현 IHI운반기계의 야스우라공장에서 공개되었다.

로봇 시공을 추진할 수 있는 전천후형 폐쇄 공간을 구축하기 위한 코어기술이다. 크레인의 기둥 위에 있는 붐은 전체 길이가 3등분 되어 있다. 뿌리 부분에 위치하는 붐은 고정식이며, 그 안쪽으로 붐의 중간과 끝부분을 수납하는 구조다. 시미즈건설은 7월에 자율형 로봇을 도입하는 차세대형 생산시스템 ‘Shimz Smart Site’의 컨셉트를 발표. 그 요소 기술의 개발을 급속히 추진하고 있다. 

가시화된 IoT시대의 진화형

IHI, 히타치조선, 도요타자동차, 덴소. 일본을 대표하는 이들 기업에게는 공통점이 있다. IT를 활용하는 조직체제를 전면 쇄신하였다는 점이다. IoT 등 IT의 진화에 맞춰서 조직의 존재 방식을 근본부터 재고하여 자사의 제품이나 서비스의 경쟁력을 높이는 것이 목적이다. 쉽게 말하면 ‘공격’의 IT강화다. 기간계 시스템을 중심으로 한 ‘수비’ 일변도에서 공격으로의 전환은 많은 IT 부문에 있어서 오랫동안의 과제였다. 공격과 수비를 양립시키면 어떤 상승효과가 창출될 것인가? IoT 시대에 어울리는 IT 부문의 진화형이 가시화되었다.

Part 1. IoT가 도화선

공격을 담당할 ‘제2의 IT부문’과 기존의 IT부문을 통합한다. 회사 전체의 사업을 디지털화하는 데 있어서 최적의 IT부문의 모습은 ‘공수통합’이다. 도화선은 IoT. IHI나 히타치조선은 이미 성과를 내고 있다. “모든 기계 제품을 IoT로 연결한다. 그를 위한 부문 통합이다”. IHI의 무라노 집행위원은 힘주어 말한다.

창업 160주년이 넘는 IHI, 일본을 대표하는 중공업업체인 IHI는 IT부문의 구조 개혁에 착수, 개혁은 착착 결실을 맺고 있다. IoT를 사용한 새로운 서비스 창출 등을 담당하는 이른바 제2의 IT부문과 사내업무 시스템을 담당하는 제1의 IT부문을 2016년 4월에 통합하였다.

시대 변화에 피하지 않고 맞선다

‘이름은 일본생명 로보메이(美), 취미는 여러분을 도와드리는 것, 특기는 타이핑 입력 작업’---. 일본생명보험의 사원 책자에는 조금 색다른 동료가 눈에 띈다. 로보메이는 로봇과 같은 데이터 입력 등을 자동 처리하는 소프트웨어로, 25명 분의 작업 처리 능력을 가지고 있다. “우리들의 일자리는 과연 어떻게 될까?” 일본생명의 사무 센터에서 일하던 니시무라씨는 2014년 로보메이가 처음 도입되었던 날을 아직도 선명히 기억하고 있다.

-- 전세계 1억명 이상 대체 가능 --
일본생명은 로보메이를 사원 책자에 실은 이유를 “한 명의 동료로서 받아들이기 위해”라고 설명하지만, 사원의 불안을 가라앉히기 위한 회사의 배려로도 보인다. 미국의 Mckinsey & Company는 2025년까지 전세계 1억명 이상의 화이트칼라 업무를 자동화 소프트웨어가 대체할 것으로 예측한다.

향후, 사람이 해오던 많은 업무들이 인공지능과 로봇으로 대체되는 것이 가속화될 것이다. 마이크로소프트의 설립자 빌 게이츠는 “사람과 같은 양의 업무를 처리하는 로봇에게도 사람과 같은 수준의 과세를 해야 한다”고 말했다.

일본 신차 평가 프로그램(JNCAP) 시험결과

일본 신차평가 프로그램인 JNCAP의 ‘보행자 대응 자동브레이크 시험’에서 예상외의 결과가 나왔다. 이스라엘의 Mobileye의 화상처리 칩을 사용하는 단안카메라의 성능이 스테레오카메라 등을 뛰어넘었다. 이 결과는 ‘티어1’ 서플라이어를 더욱 흔들 것이다. 일본에 있어서 모빌아이와 같은 해외에 대항할 수 있는 반도체 기술의 육성이 시급하다.

Part 1. 보행자를 지키는 최강 센서
단안카메라가 스테레오카메라를 초월한다

보행자 대응의 자동브레이크 시험에서 이스라엘의 모빌아이가 강세를 보였다. 화상처리 칩 ‘EyeQ3’를 사용하는 단안카메라의 결과가 스테레오카메라 등을 초월하였다. 모빌아이의 공세는 지금까지 우위였던 ‘티어1’ 서플라이어를 크게 흔들 것이다. 야간 보행자나 낮 시간의 자전거, 교차점 등에 대한 대응이 앞으로의 주요 전장이 될 것이다.

국토교통성과 자동차사고대책기구(NASVA)가 운영하는 ‘일본 신차평가 프로그램'의 예방안전 성능의 평가시험에서 이스라엘 모빌아이가 압도적인 강세를 보였다. 모빌아이의 화상처리 칩 ‘EyeQ3’를 사용하는 단안카메라를 탑재한 차종이 상위를 차지하였다.

석탄을 대체하는 ‘수소의 보물창고’
~ 주고쿠 전력, 도호쿠 대학, 교토 대학, 노리타케 컴퍼니 리미티드 ~

수소를 많이 함유하고 있으며 태워도 이산화탄소를 배출하지 않는 암모니아. 부식성 등이 과제였으나, 기술혁신으로 이 ‘수소의 보물창고’가 연료로 사용하게 되었다. 석탄화력발전소 및 연료전지 등에서 기존의 에너지를 암모니아로 대체하는 움직임이 서서히 등장하기 시작했다.

주고쿠 전력은 올 7월에 에너지업계의 대혁명을 이끌어 낼 실험에 성공했다. 당사의 미즈시마 발전소 2호기(오카야마현)로 석탄연료에 ‘암모니아’를 함께 섞어 연소시킨 것이다. 실제로 대형 발전설비에서 성공한 최초의 사례라고 한다.

실험에서는 4만세대 분량의 전력수요에 해당하는 12만㎾를 발전할 때 암모니아를 투입해도 문제없이 가동된다는 사실을 확인할 수 있었다. 이 때 발전량의 0.8%(1,000㎾상당)를 암모니아로 조달하여 석탄을 줄인 분량만큼의 CO₂ 배출량을 절감할 수 있었다고 한다.

일본정부가 지구온난화 대책의 축으로 내걸고 있는 ‘수소사회’. CO₂ 배출의 억제를 위해 가정이나 사업소에서 폭넓게 수소 에너지를 활용한다는 계획이지만, 2030년 실현을 앞두고 타고 넘어야 할 높은 장벽이 가로막고 있다. 수소의 운반 및 보관 등으로 새로운 전용 인프라 정비가 필요하기 때문이다. 따라서 일정의 수소를 함유하면서도 연로로서 효율적으로 사용할 수 있는 ‘에너지 캐리어’라는 물질이 각광을 받기 시작했다.

약물 함유 저분자 히드로겔화제의 개발 동향

● 특집에 있어서
Masahiro Suzuki / 신슈 대학 대학원 종합 공학계 연구과 교수

겔은 3차원의 그물코 안에 많은 용매를 함유하고 있어, 때에 따라서는 액체 상태나 고체 상태로 변하는 재료이다. 또한 겔을 구성하는 그물코사슬, 가교점, 유체를 분자 설계함으로써 다양한 기능을 겔에게 부여할 수 있다. 따라서 스마트 소프트 머티리얼로서 폭넓은 분야에서의 기술 개발이 시행되고 있다.

겔을 구성하는 그물코사슬이라고 하면 고분자 화합물을 연상하는 경우가 일반적이다. 한편, 저분자 화합물이 비공유 결합을 통해 자기 조직화하여 고분자 화합물(여기에서는 초분자 폴리머라고 부른다)을 형성하는 그물코 구조를 구축하여 형성된 ‘저분자 겔’의 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 저분자 겔을 형성하는 화합물은 저분자 겔화제라고 불리며 초분자 화학의 발전과 함께 개발 연구가 시행되어 왔다.

현재에는 연간 수 천 편의 논문이 발표되고 있다. 저분자 겔은 가정 내의 폐유∙유출유 처리제 및 화장품과 같은 분야에서 산업적으로 이용되어 왔다. 또한 의료∙의약∙식품∙문방구∙염료∙잉크 또는 광∙전자 디바이스 관련 등 많은 분야에서의 응용 연구가 시행되고 있다. 저분자 겔화제는 저분자 화합물이면서 동시에 다양한 분자 설계 및 그 합성이 가능하다.

쾌적하고 풍요로운 생활을 지원
Hideaki Nagatomo, 리빙∙디지털 미디어 사업본부 부사업 본부장

미쓰비시전기의 가전 사업에서는 2012년부터 “내일을, 생활하기 쉽게. SMART QUALITY”를 테마로 내걸고 기술이나 제품을 개발하고 있다. 이 테마에는 지속 가능한 순환형 사회나 건강장수 사회 등 사회 전체가 안고 있는 다양한 과제를 고도의 기술로 해결하고, 개개인의 “생활의 질”를 높인다는 의미를 포함하고 있다. “쾌적하고 풍요로운 생활의 질”을 지원하기 위해서는 우리들의 생활과 크게 관련된 “거주공간”과 “식생활”의 질을 향상시키는 것이 중요하다. 또한 최근의 제품 개발에서는 쾌적성과 성에너지성의 양립에 주력하여 연구 개발을 추진하고 있다.

이 특집호에서는 가전기기부터 주택설비기기까지 폭넓은 제품의 기술개발에 대해 싣고 있다. 그들 중 몇 개의 사례를 소개한다.

(1) “주거공간의 질”을 높이는 최신 기술
①룸 에어컨 “키리가미네 FZ 시리즈”의 성에너지 기술