건축/환경에너지

Nikkei Construction_2020.1.13 기술 (p16-17)

원격조작실이 중장비의 움직임과 싱크로
'무인화 시공 VR 기술' 개발

구마가이구미(熊谷組)와 도쿄공업고등전문학교는 원격 조작하는 오퍼레이터가 건설기계의 기울어짐이나 진동을 실시간으로 감지할 수 있는 ‘무인화 시공 VR 기술’을 공동으로 개발했다. 재해 복구 등에서 무인화 시공의 효율화나 안전성 향상을 도모할 수 있다. 구마가이구미는 2020년에 현장에서의 실용화를 목표하고 있다.

이번에 개발한 기술에서는 건설기계의 조종석 내부에 장착한 360도 카메라와 가속도 센서로 영상과 소리, 건설기계의 움직임을 기록해 원격조작실로 전송한다.

이 원격조작실에서는 헤드마운트디스플레이(HMD)로 영상을 재생함과 동시에 3자유도 모션 베이스로 건설기계의 움직임이나 진동을 재현한다. 도쿄공업고등전문학교가 개발한, 선수의 시선에서 촬영한 영상이나 움직임을 재현하는 스포츠 관전 시스템 ‘Synchro Athlete’를 응용하고 있다.

조종석 내부에 설치한 360도 카메라만으로는 후방을 보기 어렵기 때문에 건설기계의 상부에도 후방을 보기 위한 카메라를 장착한다. HMD를 장착한 상태로 뒤를 돌아보면 영상이 후방용 카메라로 자동 전환되는 구조다.

가속도 센서는 전후, 좌우, 상하의 6축 가속도를 기록한다. “영상이나 움직임의 재현에는 약 1초 미만의 지연이 발생하지만 조작에 큰 영향은 없다”라고 구마가이구미 토목사업본부 ICT추진실의 기타하라(北原) 실장은 말한다.

-- 움직임의 재현도를 건설기계용으로 조정 --
기존의 무인화 시공 시스템에서는 위치정보나 영상의 송수신 등에서 복수의 무선을 사용하기 때문에 가동까지의 준비에 시간이 걸렸었다.

그래서 구마가이구미는 원격조작에서 필요한 정보를 일괄해 전송하는 시스템을 개발했다. 또한 필요한 기기의 설치와 설정이 이미 완료되어 있어 간단하게 이동∙조립이 가능한 원격조작실을 사용해 준비 기간을 단축할 수 있는 ‘네트워크 대응형 무인화 시공 시스템’을 만들었다.

이 시스템에서는 오퍼레이터는 조종실 내부에서 촬영한 영상이나 현장을 부감하는 영상에 의지해 건설기계를 조작한다. 건설기계의 기울어짐이나 진동 등은 파악하지 못한 채 신중하게 조작해야 하기 때문에 실제로 탑승해 조작하는 경우와 비교해 시공 효율이 나빴다.

그래서 무인화 시공 시스템에서의 오감의 재현에서 주목한 것이 Synchro Athlete이다. 도쿄공업고등전문학교에 제안해 19년 4월에 공동개발을 시작했다.

개발 과정에서 신경을 쓴 부분은 오퍼레이터의 부담 경감이다. 건설기계 측에서 기록한 움직임을 너무 충실하게 재현하게 되면 원격조작을 하는 오퍼레이터의 기분을 상하게 할 수가 있다. 그래서 움직임의 재현도를 적절하게 조정했다. “오퍼레이터로부터 높은 평가를 받고 있다”라고 기타하라 실장은 자신 있게 말한다.

앞으로는 영상을 보다 고화질화하기 위한 기술 개발을 추진해 나간다. 현재는 부정지(Rough Terrain) 운반차에만 적용하고 있지만 20년 3월까지 백호(Backhoe)에 대한 채용도 검토한다.

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