건설로봇의 고비

개발은 진척됐는데 보급은 언제?

건설업의 인력난이 심화되면서 장인을 대신해 시공을 맡거나 자재를 운반하는 건설로봇에 대한 기대는 커지고 있다. 최근 몇 년 사이에 기술 개발이 단번에 진행되면서 다양한 로봇이 현장 실증에 투입되었다. 그러나 좀처럼 보급은 되지 않고 있는 실정이다. 건설업의 변혁은 환상에 그칠 것인가? 건설로봇 개발은 고비를 맞고 있다.

Part 1. 개발 최전선 (1)
엑스포 공사에서 시대를 앞서다, 드론과 4족 보행 로봇 투입

2025년에 개최되는 오사카/간사이 세계박람회(엑스포)는 ‘미래 사회의 실험장’을 콘셉트로 하고 있다. 개막을 준비하며 건설회사는 시설 공사 등에 로봇을 투입. 현장의 미래상을 구현하려 한다. 그 최전선을 살펴보자.

전장 약 3.7m, 높이 약 1.2m의 헬리콥터형 드론이 약 20kg의 기자재를 싣고 오사카 사키시마에서 이륙. 엑스포 회장인 유메시마를 향해서 4.5km정도의 거리를 약 10분에 비행했다.

다케나카공무점과 액티오(Aktio, 도쿄)는 건설 공사의 기자재 운반에서 드론을 활용하기 위해, 오사카 베이 에어리어에서 검증을 계속하고 있다. 2023년 11월에 진행한 실험에서는 ‘레벨2 비행’으로 안전하게 운행할 수 있는 것을 확인했다. 레벨 2에서는 보조자가 육안으로 볼 수 있는 범위 내에서 자동 비행이 가능하다. 비행 루트의 대략 중간 지점인 유메시마 남동부에 보조자를 배치했다.

경쟁사 Arm과도 적극적으로 협업

미국 인텔은 파운드리 사업의 프라이빗 이벤트 ‘Intel Foundry Direct Connect’(미국 시간 2024년 2월 21일)를 캘리포니아주 새너제이에서 개최했다. 이 행사의 기조강연에 등단한 팻 겔싱어(Pat Gelsinger) CEO는 2030년까지 세계 2위의 파운드리 기업이 되겠다는 목표를 내놓았다.

1위는 현재와 같이 대만의 TSMC일 것이다. 그의 의도대로라면, 현재 2위 이하인 한국 삼성전자나 미국 글로벌 파운드리즈(Global Foundries), 대만 UMC(United Microelectronics Corp.) 등을 인텔이 제쳐야 한다.

이 목표를 달성하기 위해서 인텔은 전사를 제조사업 부문과 제품사업 부문으로 나누어 운영한다. 제조사업 부문은 ‘Intel Foundry’라 명명하고, 제조나 제조 기술 개발, 파운드리 사업의 IFS(Intel Foundry Services)를 담당한다. Intel Foundry는 자사 제품에 얽매이지 않고 파운드리 사업을 진행할 수 있다.

제품 부문은 주력 제품인 마이크로프로세서(MPU) 등을 전개하는 팹리스 반도체 업체에 해당한다. 제품 부문은 Intel Foundry 뿐만 아니라 서드파티(예를 들면 TSMC)에도 제조 위탁한다. 또한 현재도 단체 GPU(Graphics Processing Unit) IC 등은 TSMC가 제조하고 있다. 최신 노트북용 MPU ‘Core Ultra’는 4개의 칩렛으로 이루어지는데, 그 중 3개는 TSMC제이다.

배터리・반도체 공장에서 용도 확대, 미쓰비시전기도 참여

벨트 컨베이어를 대신하는 차세대 수송 방식으로서 주목받고 있는 ‘리니어 수송 시스템’. 고속 수송이나 자유로운 라인 레이아웃, 높은 정지 위치 정밀도 등을 장점으로 하며, 유저의 발상에 따라서 컨베이어 수송에서는 실현이 어려웠던 새로운 생산방식을 만들 수 있다.

전극 적층 등 복잡한 공정을 자동화하고 싶은 리튬이온2차전지(LIB) 생산이나, 택타임(Tact-Time)을 줄이고 싶은 전자부품 제조, 복잡한 동작이 요구되는 포장 등의 분야에서 도입하고 있다.

리니어 수송 시스템은 모터의 회전운동을 직선 방향으로 움직이게 한 '리니어 모터'의 원리를 이용한다. 코일(전자석)을 깔아 놓은 레일 위에서, 영구 자석을 탑재한 캐리어(수송부)를 주행시켜 워크를 운반한다.

2024년 1월 31일~2월 2일에 도쿄빅사이트(도쿄)에서 열린 오토메이션과 계측의 기술 전시회 ‘IIFES 2024’에서는, 리니어 수송 시스템의 새로운 용도를 개척할 수 있도록 유럽 업체가 새로운 확장 기능이나 활용 아이디어를 전시하거나 미쓰비시 전기가 신규 참가를 위해서 참고 출전하는 등 열기를 보였다.

-- 미쓰비시전기 2024년 가을에 시장 투입 --
미쓰비시전기는, 자사 개발한 리니어 수송 시스템을 2024년 가을에 국내 시장에 투입한다. 일본 메이커가 곡선이 있는 수송 루트에도 대응할 수 있는 리니어 수송 시스템을 발매하는 것은 처음이다.

2050년 온실가스 배출 실질 제로화를 위해

2050년의 온실가스의 실질 제로화 달성을 위해서 국내 총배출량의 10%를 차지하는 건설업이 진심으로 움직이기 시작했다. 바이오 연료나 전동 건설기계 등을 도입하는 건설현장이 급증. 이산화탄소를 흡수하는 탈탄소형 콘크리트의 보급과 함께 배출량을 마이너스로 하는 ‘탈탄소 현장’의 실현을 향한 여정을 취재했다.

Part 1. 선진 사례
도다건설의 현장에서 CO₂ 배출 70% 감소, 바이오 연료와 재생에너지가 당연시

국내의 이산화탄소(CO₂) 배출량의 약 10%를 차지하는 건설업. 현장 작업에 따른 CO₂의 주요 발생원은 경유와 전기다. 이 2개를 겨냥해 배출량을 70% 줄인 도다건설의 터널 공사 현장을 밀착 취재한다.

교토부 우지타와라초에서 산을 따라 산재해 있는 차밭을 빠져나가면, 갖은 수단을 동원해 CO₂ 배출량 삭감을 추진하는 건설현장이 있다. 도다건설이 시공하는 신메이신고속도로 우지타와라터널동공사다. 발주자는 서일본고속도로 회사. 상행선과 하행선을 3차선씩, 모두 2094m를 NATM 공법으로 진행하고 있다.

정부는 2050년까지 CO₂를 비롯한 온실가스 배출량의 실질 제로화(탄소중립)를 목표로 한다고 선언. 이에 앞서 2030년까지 배출량을 2013년도 대비 46% 줄이는 목표를 내걸었다. 이에 따라 일본건설업연합회도 2030년까지 시공 단계의 CO₂ 배출량의 40% 삭감을 목표로 하고 있다.

직경 0.5mm의 공구 파손도 AI로 감지

인력 부족 해소를 위한 다음 한 수. 나카무라토메 정밀공업(中村留精密工業, 이시카와 현)이 4월, 새로운 제조 솔루션 사업 ‘Bridg3’를 시작했다. 제조 현장의 부담을 줄여 인력 부족 해소에 기여하기 위해 인공지능(AI)과 IoT(Internet of Things)를 융합한 AI/IoT 솔루션의 기획부터 개발, 제조, 판매까지 제공한다. (https://www.bridg3.com/)

지금까지 나카무라토메 정밀공업은 공정 집약을 통한 인력 부족 해소에 기여하는 복합 가공기에 주력해왔다. 이번 신규 사업 개시로 하드웨어와 함께 소프트웨어 측면에서도 인력 부족 완화에 대응할 방침이다.

일본의 제조업은 현재 심각한 인력 부족 상황에 있다. 15~64세 생산연령인구는 2020년을 기준으로 2030년까지 10년간 630만명 이상 감소하며, 2040년에는 1,500만명 감소할 것으로 나카무라토메 정밀공업은 예측하고 있다.

인력 부족으로 인해 높은 기술력을 보유하고 있음에도 폐업에 내몰리는 고객사도 있다. 앞으로 이러한 상황은 가속화될 것이다. “일본뿐만 아니라 전 세계적으로 제조 업계가 인력 부족 문제에 직면해 있다"라고 나카무라토메 정밀공업의 나카무라(中村) 사장은 말한다.

세키스이풀러와 미쓰비시케미컬이 제안

세키스이풀러(도쿄)와 미쓰비시케미컬은 전기자동차(EV)의 배터리 팩에 깔려있는 셀의 빈 공간을 수지로 채움으로써 새로운 기능을 부여한 기술을 ‘사람과 차의 테크놀로지전(展) 2024 YOKOHAMA’(5월 22~24일, 파시피코 요코하마)에서 제안했다. 양 사에 따르면, 이미 국내 자동차 업체들이 검토를 진행하고 있다고 한다.

-- 세키스이풀러는 발포 우레탄으로 연소 방지 --
‘국내 자동차 업체들의 원통 셀 채택의 물결에 올라탄다’.

이러한 방침을 내걸고 있는 것은 세키스이화학공업(積水化学工業)과 미국 H.B. Fuller의 조인트 벤처로, 접착제와 실란트를 생산하는 세키스이풀러이다. 세키스이풀러는 이번 사람과 차의 테크놀로지전2024 YOKOHAMA에서 주로 원통 셀을 사용하는 배터리 팩용으로 셀의 빈 공간을 채우는 발포 우레탄 충진재 ‘EV 프로텍트 4006SFR’를 전시했다.

생성AI, 할루시네이션 경감이 핵심

생성AI가 온갓 기업의 경쟁환경을 바꾸려하고있다. 기업은 너나할 것 없이 생성AI 도입에 착수하였고, 독자적인 튜닝을 통해 자사에 최적화하고자 하는 기업도 있다.

https://business.nikkei.com/atcl/NBD/19/00109/00239/

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