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Nikkei Robotics_2020.5 Cool Topic (p23-25)

해외 신흥기업의 건설용 로봇
마킹이나 진척 관리 등을 자동화

2019년 1월에 미국 실리콘밸리에서 발족한 건설로봇 업계 단체인 ‘Construction Robotics Forum’의 1주년을 기념해 미국 샌프란시스코에서 20년 3월 2일(현지시간) 관련 이벤트가 열렸다. 이 단체는 다케나카공무점 등의 대형 건설기업이나 신흥기업 등이 NPO단체인 ‘Silicon Valley Robotics(SVR)’와 발족시킨 것이다.

이벤트에서는 10사 이상의 신흥기업이 각각 강연이나 관련 전시회를 열었다. 주최한 다케나카공무점에 따르면, 건설 현장에서 휴게 시간을 제외한 하루 현장 작업 시간 450분 중에, 자재 이동 등의 (1)준비작업에 90분, 현장에 각 부재의 설치 위치 등의 표시나 선을 그리는 (2)마킹작업에 105분, 작업 마무리 시간에 실시하는 (3)청소작업에 15분 등 3개의 작업이 절반 가까이를 차지한다고 한다.

이러한 작업을 로봇 기술로 자동화해 생산성 향상이나 노동력 부족 문제에 대처한다. 지금까지도 로봇을 개발해 현장에서 운용해 왔던 실적이 있다. 그러나 “대부분이 현장 별로 최적화한 ‘One Item’으로 다른 현장에 유용하는 것이 어렵고 비쌌다”(다케나카공무점 관계자). 그래서 다양한 현장에서 이용할 수 있는 범용성을 높인 로보틱스 기술을 자사에서 개발, 포럼 활동 등을 통해 신흥기업과 점접을 만들고, 그 기업들이 보유한 기술을 활용하는 방침을 모색한다.

-- 자율주행 로봇이나 드론으로 자동화 --
이번 이벤트에 등단한 신흥기업의 라인업은 다양했다. 예를 들면 건설 현장에서 콘크리트에 마킹 작업을 담당하는 자율주행형 로봇을 개발하는 미국 Dusty Robotics(18년 창업). 건축물의 BIM(Building Information Modeling) 데이터나 CAD 데이터를 바탕으로 자동으로 마킹을 한다. Dusty Robotics에 의하면 사람이 하는 작업과 비교해 실수가 적고 약 10배 빠르게 작업할 수 있다고 한다.

이스라엘의 CivDrone은 드론을 이용한 마킹 작업을 자동화한다. 18년 창업한 CivDrone은 이미 145만 달러의 투자금을 조달했다. 지면을 파거나 메우는 작업, 땅 속에 파이프 매설, 지면에 콘크리트 충전, 태양광 발전소에 태양광 패널 설치, 지상 파이프라인 설치 등의 작업에서 표식 역할을 하는 말뚝을 드론을 이용해 지면에 박는다. 자율비행하는 드론은 하부에 말뚝 자동 박기 기구를 갖추고 있다. RTK GPS로 1~2cm의 정밀도로 말뚝을 박을 수 있다.

이 드론은 40분에 50개, 하루에 100개를 박을 수 있다고 한다. 이는 사람이 하는 작업의 약 4배 분량이다. 비용도 절반 정도면 된다고 한다. 말뚝 박기는 말뚝 수가 많아 수고가 많이 드는 작업인 만큼 자동화 수요는 많을 것으로 보고 있다. 예를 들면 태양광발전소 건설에서는 12개월에 5만개의 말뚝을 박고, 파이프라인 설치에서는 60인치마다 3개, 15인치 마다 1개의 말뚝을 박는다고 한다.

미국 PRENAV는 드론을 이용한 외관 검사 자동 실시 서비스를 전개하는 기업이다. 건축물 외에 다리나 댐, 탑과 같은 토목 인프라, 항공기, 송전선이나 풍력발전기의 블레이드 등의 구조물을, 드론에 탑재한 카메라와 지상에 설치한 레이저 스캐너로 외측에서 측정한다. 그 데이터를 바탕으로 보고서를 작성하는 일련의 검사 작업을 자동화한다. 심층학습을 이용한 이미지 해석으로 결함을 발견하거나, 3D 데이터를 바탕으로 CG를 작성해 웹 브라우저에서 열람 가능하도록 할 수도 있다.

2013년 창업한 PRENAV는 이미 실적이 있다. 예를 들면 인프라 분야에서는 미국의 철도회사 BNSF Railway, 미국이나 캐나다 등 북미에 전력을 공급하고 있는 캐나다 Ontario Power Generation을 고객으로 확보하고 있다. 항공 분야에서는 미국 United Technologies나 Lockheed Martin, IHI가 고객이라고 한다.

일본에서는 다케나카공무점 외에 같은 건설기업인 오바야시구미와 거래가 있다고 한다. NTT도코모도 고객이다. 17년 11월에는 NTT도코모가 자회사인 NTT도코모벤처즈를 통해 PRENAV에 출자했다. PRENAV나 Lockheed Martin 등으로부터 ‘시리즈 A’의 투자금으로 총 1,000만 달러를 확보했다고 한다.

-- 3D 데이터로 진척 관리 --
스페인 Scaled Robotics는 LIDAR를 탑재한 자율주행형 로봇을 전개한다. Scaled Robotics에 따르면 건설 현장 작업의 20% 가까이가 재작업이라고 한다. 작업 실수를 빨리 발견할수록 재작업에 드는 수고를 줄일 수 있다. 그래서 이 로봇을 통해 건설 도중인 건물의 상황을 3D 데이터로 취득, 설계도와 대조하며 진척 상황이나 실수를 파악한다. 노르웨이 AF Gruppen이나 네덜란드 Dura Vermeer, 영국 Kier Group과 같은 유럽의 대형 건설회사를 고객으로 확보하고 있어 현장에서 이미 이용하고 있다고 한다.

이러한 건설 현장의 진척 상황 파악을 위한 로봇에 적용 가능한 360도 전방위 3D 카메라 ‘ALIA’를 개발하는 업체는 17년에 창업한 미국 Dream Vu다. 다안 카메라로 촬영한 데이터를 바탕으로 4K~6K의 RGB 360도 영상과 스테레오 방식으로 측거한 점군 데이터를 동시에 생성할 수 있다. 5000㎡의 넓이에서 cm 오더의 측정 정밀도를 강조한다. 건설 현장에서는 미국 Boston Dynamics사의 4족 보행 로봇 ‘Spot’에 탑재∙이용하는 것을 상정하고 있다.

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