일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2020.3.13

5G×원격조작×자율주행으로 도로 조성 공사
신기술이 가져오는 의외의 부가가치는?

2020년 3월 하순부터 드디어 이동통신사가 5G 상용서비스를 시작한다. 고속∙대용량이라는 이점을 활용한 영상 서비스에 이목이 집중되고 있지만 ‘저지연’이라는 특성도 활용할 수 있는 용도로서 기대를 받고 있는 것이 건설기계의 원격 조작이다. KDDI와 오바야시구미, NEC의 3사는 5G를 사용한 건설기계 3대의 원격 조작과 1대의 자율주행의 동시 연계로, 도로 조성 공사의 실증실험에 최근에 성공했다.

3사는 20년 2월 3일~14일에 오바야시구미 등이 건설하고 있는 가와카미댐(미에현)의 현장 일부를 빌려 실증실험에 착수했다. 이곳에서는 폭 15~25m, 길이 40m에 걸쳐 노반까지의 도로를 조성. 굴삭과 싣기를 담당하는 유압셔블과 운반∙짐내리기용 크롤러 캐리어, 레벨링(Leveling)에 사용하는 불도저 3대를 원격 조작하면서 진동 롤러를 자율주행으로 움직였다.

원격 조작하는 3대의 건설기계에는 각각 전방 영상용 2K 카메라 3대, 전방위 영상을 확인하는 1.2K 카메라 1대를 장착했다. 또한 현장에는 각 건설기계의 주변을 부감하는 2K 카메라 8대와, 현장 전체를 부감하는 4K3D 카메라 1대를 설치했다. 모든 영상은 5G 기지국을 경유해 현장에서 500m 정도 떨어진 장소에 있는 원격시공관리실에 실시간으로 전송. 이를 바탕으로 오퍼레이터가 원격 조작했다.

건설기계의 원격 조작이나 자율주행의 정밀도를 높이기 위해, 실증실험에서 사용한 4대의 건설기계에는 GNSS(위성항법시스템) 수신기를 탑재했다. 그 수신기로 취득한 위치 정보나, 3차원 설계값과 시공 데이터와의 차이 등을 5G로 원격시공관리실에 전송. 건설기계의 조작 상황을 모니터 화면에 비추는 ‘Machine Guidance(MG)’를 통해 오퍼레이터의 원격 조작을 지원하거나 시공 결과를 즉시 취득할 수 있는 것을 확인했다고 한다. 예를 들면 진동 롤러에서는 시공 지시 데이터와 위치 정보, 전압(轉壓) 결과, 품질 등을 즉시 전송할 수 있었다.

실증실험에서는 그 외에도 현장에 설치한 3차원 레이저 스캐너를 사용해 원격지에서 실시간으로 완성도를 체크할 수 있는지도 검증했다.

-- 총 지연은 0.14~0.2초 --
이 현장에서는 3.7기가헤르츠대나 28기가헤르츠대를 사용해, 2K 카메라만 14대, 4K3D 카메라 1대, 1.2K 카메라 1대로 촬영한 영상 등을 전송했다. “이 정도의 영상 양이면 아무리 5G가 대용량을 전송할 수 있다고 해도 코덱(압축송신방식)을 넣어야 하는 제약이 있었다. 그 부분의 지연을 막을 수 없었다”. 오바야시구미 기술본부기술연구소의 후루야(古屋) 수석기사는 이렇게 회상한다.

그래도 총 지연은 0.14~0.2초로 억제했다고 한다. “원격 조작에서의 기준치로 여겨지는 0.2초를 클리어했다. 오퍼레이터도 ‘조작에 위화감이 없다’라며 좋은 평가를 했다”(후루야 수석기사)

-- SDGs 달성에도 착수 --
KDDI 차세대네트워크개발부의 구로사와(黒澤) 부부장은 “현재 5G의 용도를 모색하고 있다. 지금까지는 대용량의 특징에 초점을 맞춘 실증실험 사례가 많고, 저지연을 활용할 수 있는 시나리오는 그다지 없었다. 건설기계의 원격조작에서는 양쪽의 특징을 발휘할 수 있었다는 점에서도 좋았다”라고 말한다.

한편, 오바야시구미는 5G의 실증실험에서 “지속 가능한 개발 목표(SDGs)’의 다섯 번째 목표인 ‘성평등을 실현하자’를 제시했다. 신기술의 도입으로 다양한 사람의 참여를 촉구하는 대책을 실천하기 위해서다.

“앞으로 다양한 현장의 건설기계를 원격 조작하기 위한 조종실이 상설 기관에 설치될 수 있다는 가능성을 제시했다. 현장에 가지 않아도 다양한 사람이 참가할 수 있게 될지도 모른다”(후루야 수석기사). 현장에 갈 시간을 줄이거나 작업의 안전성 향상 등을 기대할 수 있다.

가와카미댐 공사 현장에서의 5G 검증은 총무성의 ‘2019년도 5G 종합 실증 시험’의 일환으로서 착수했다. 3사는 앞으로 시험에서 실증한 기술을 사용해 토목 현장에서의 설계나 기계 시공, 완성도∙품질∙안전관리 등을 종합해 원격지에서 운용하는 ‘통합시공관리시스템’의 실장을 목표하고 있다.

 -- 끝 --

Copyright © 2020 [Nikkei XTECH] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.