건축/환경에너지

닛케이 컨스트럭션_2606호 (p44-46)

이 건설기계도 저 건설기계도 잇따라 로봇화
백호는 스스로 판단, 가혹한 환경으로 진출

자동화와 원격화를 통해 ‘로봇화’된 건설기계의 도입이 토공사 이외의 전문 공종으로 확산되고 있다. 한편 로봇화가 앞서 진행된 토공사에서는 백호가 AI를 활용한 자율화에 도전하고 있다. 이에 맞춰 안전 규칙의 재검토도 진행되고 있다.

“원격화·자동화된 백호가 보급되기 시작하는 것을 보고 아스팔트 피니셔(AF)에서도 같은 방식이 가능하다고 생각했다.” 이렇게 말하는 사람은 도로포장 대기업 세이키토큐공업 기술본부의 반도(板東) 기술부장이다.

세이키토큐공업은 스타트업 ARAV(도쿄)와 협력해 AF의 자동 스티어링 기술을 개발했다. 국토교통성 나가노국도사무소가 발주한 포장 절삭 오버레이 공사에 2025년 11월 도입했다. 원격조종과 결합해 운용하면서 연면적 약 3500m²를 시공했다.

AF는 아스팔트 혼합물을 노면에 포설하는 건설기계다. 조작 항목은 장비의 전진·후진과 속도 조절, 호퍼 개폐 등 다양하다. 특히 어려운 것이 스티어링 조작으로, 설치된 거푸집 내부에 아스팔트 혼합물이 고르게 포설되도록 핸들을 조작해야 한다.

개발한 기술에서는 AF 측면에 설치한 카메라 영상을 이동통신망을 통해 클라우드로 전송한다. 이를 바탕으로 AI가 거푸집을 인식해 스티어링 제어 명령을 보내고 핸들을 자동으로 조작한다. 자동제어 시 거푸집을 기준으로 한 편차는 5cm 이내로 억제되며, 실제 운용에 충분한 정밀도를 자랑한다.

이러한 건설기계 로봇화의 물결은 다양한 공종으로 확산되고 있다. 사카이중공업은 JIG-SAW(도쿄)와 협력해 로드롤러로 자동화 시스템의 업계 표준화 프로젝트를 추진하고 있다. 2025년 12월에 마에다도로가 참여하면서 협력 건설회사는 8개사로 늘었다. 이 밖에도 항만공사에서는 기계 전문기업 와키타가 2026년 4월에 그랩 준설선의 자동화 시스템 제공을 시작했다.

-- 최적의 굴착을 ‘생각하는’ 백호 --
토공사에서는 백호가 한발 앞서가고 있다. 사전에 정해 놓은 규칙에 따라 움직이는 자동화를 넘어, 센서 정보 등을 바탕으로 스스로 판단하고 행동하는 ‘자율화’​ 영역에 들어섰다.

스미토모중기계공업은 건설기계에 센서뿐 아니라 자율제어 시스템까지 탑재한 백호를 스미토모건기의 ICT(정보통신기술) 백호를 기반으로 개발했다. 2026년 1~2월에 후지타가 시공하는 실제 공사 현장에서 작동을 확인했다. 후지타가 개발한 시공관리 시스템으로부터 명령을 받는 자율 크롤러 덤프와 연계해 토사의 굴착, 적재, 운반, 배토에 이르는 일련의 작업을 반복했다.

자율 백호는 시공관리 시스템으로부터 명령을 받으면 먼저 붐 부분에 탑재한 LiDAR​로 장비 주변의 지형 등을 계측한다(인지). 이어 AI가 ‘고효율 궤도 계획’​이라고 부르는 최적의 굴착 방법을 계산한다(판단).

“어떻게 굴착해야 가장 많은 흙을 퍼 올릴 수 있는지를 순간적으로 판단한다.” 스미토모중기계공업 기술연구소 AI로보틱스센터 AI자율제어그룹의 사노(佐野) 그룹리더는 이렇게 설명한다.

굴착 방법 자체가 최적이라 하더라도 붐이나 차체에 과도한 힘이 가해지면 장비가 전도될 수 있다. 따라서 AI가 수립한 계획을 ‘궤도 추종 제어’​로 보정한 뒤 실제 굴착 동작(조작)으로 넘어간다.

AI는 시뮬레이션에서 다양한 조건으로 반복 수행한 굴착 동작과 숙련 오퍼레이터의 실제 조작을 학습했다. 자율 백호의 움직임은 부드러우며, 토사의 굴착·적재 작업에 걸리는 시간도 오퍼레이터가 직접 조작하는 경우와 비교해 손색없는 수준이다.

건설기계가 스스로 동작 방법을 판단하게 되면 오퍼레이터가 굴착 방법이나 작업 순서 등을 세세하게 지정할 필요가 없어진다. 후지타 기술센터의 지바(千葉) DX추진연구부장은 시공관리 시스템에서 자율 건설기계로 보내는 명령에 대해 “어려운 프로그램 코드를 작성할 필요가 없다”​고 설명한다.

-- 가혹 환경에 적응 --
자율화 외에도 백호의 로봇화에서 또 다른 방향성은 적용 영역의 확대다. 수 m 앞조차 보이지 않는 해저에서 작업하는 수중 백호가 대표적인 사례라고 할 수 있다.

예를 들어 항만공항기술연구소가 개발한 수중 백호는 수중 음향센서 등을 이용해 주변 지형을 계측하고 장비 주변 해저의 3차원 디지털 지도를 생성한다. 오퍼레이터는 육상의 조작실에 있으면서 3차원 CG를 통해 수중 상황을 파악하고 백호를 조종할 수 있다.

이는 원격화와 센싱 기술을 통해 가혹한 환경에서 이루어지는 시공의 안전성과 효율성을 높이는 로봇 기술 중 하나로 평가받고 있다.

향후 보급 확대의 기폭제가 될 것으로 보이는 것이 운용 가이드라인의 발행이다. 내각부의 BRIDGE(연구개발과 Society5.0의 가교 프로그램) 등을 활용해 항만공항기술연구소를 중심으로 수중 백호의 시공관리 및 안전관리에 관한 가이드라인의 조기 정비를 목표로 하고 있다.

“안전대책과 관련해서는 투명도가 낮은 해역에서 수중 백호를 직접 조작하는 경우, 잠수사와 수중 백호가 협업하는 경우, 원격조종으로 백호만 작업하는 경우 등에 대해 검토하고 있다.” 항만공항기술연구소 인프라 DX 연구영역의 히라바야시(平林) 그룹장은 이렇게 설명한다.

안전 규칙과 가이드라인을 명확하게 정립하는 것은 백호에 한정되지 않고 로봇화된 건설기계를 도입하는 데 필수적이다.

국토교통성은 2024년 3월, ‘자동시공에 관한 안전 규칙 Ver.1’을 발표했다. 자동화 건설기계가 작동하는 ‘무인 구역’을 ‘유인 구역’​과 분리하고, 무인 구역에 사람의 진입을 제한하는 것이 원칙이다.

현재도 이러한 규칙이 자동화 건설기계의 보급을 뒷받침하고 있지만, 사람과 로봇이 협업하는 편이 효율성이 높은 작업도 적지 않다. 현재는 사람과 로봇의 협업을 전제로 한 규칙을 마련하는 방안도 검토되고 있다.

후생노동성은 사람과 무인 기계가 협업하는 작업 현장을 실현하기 위한 논의를 활발하게 진행하고 있다. 2026년 3월 전문가회의에서는 처음으로 작업 영역을 ‘무인 구역’과 ‘사람과 기계의 혼재 구역’​으로 나누고, 각각에 적합한 안전대책을 사업자에게 요구한다는 방침을 제시했다.

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닛케이 컨스트럭션_2606호 목차

특집
・건설 로봇, 지금 가동 중

・동향
AI 업계의 거인, 건설기계에 푹 빠지다 -- 중소 건설회사에도 빠르게 확산되는 로봇 시공

・정부 시책
‘피지컬 AI’ 20조 엔 시장 선점 나선다 -- 건설 분야는 건설기계와 로봇으로 크게 구분

・시공／교량
교각의 내진 보강에 로봇 도입 임박 -- 가혹한 현장 환경에서의 작업을 대체

・시공／터널
터널 공사 ‘자동화’ 눈앞 -- 규제가 많은 보수·보강에도 로봇 활용

・시공／건설기계
이 건설기계도 저 건설기계도 잇따라 로봇화 -- 백호는 스스로 판단, 가혹한 환경으로 진출

・인터뷰／고마쓰·티어포
덤프트럭 대부분이 자율주행으로, ‘피지컬 AI’로 관심 급속히 고조

・유지관리
제초·제설 장비에도 자동화 바람, 열악한 작업환경도 로봇이 유지관리

・시공관리
로봇을 전제로 한 현장에서 감독의 역할은? -- 시공 프로세스의 재구축이 필수

퍼스트 뉴스
・주요 건설회사에서 토목 부문 매출 증가 잇따라, 가지마가 4300억 엔으로 4년 연속 1위
・홋카이도 신칸센 공사에서 담합 의혹 -- 또다시 발주자 개입했나, 이유는 사업 수행?

특집
・건설현장, 40℃의 시대

・현장의 선진 사례
여름철에 매월 1주일 이상의 연휴 확보, 고노이케구미의 폭염 대책 패키지

・법령 개정
열사병 대책에 허점 드러난 시행 첫해, 노동안전위생규칙 위반 대부분 ‘대응 지연’이라고 해명

・작업복
냉각 웨어 시장에서 경쟁 과열, 친환경형으로 회귀하는 흐름도

・건설회사 설문조사
주요 건설회사 84%가 비용 증가, 자체 조사로 드러난 현장의 열사병 대책

・중소 현장 대책
열사병 사망자가 많은 중소 건설현장, 현장의 지혜로 극복하는 폭염 대책

・일하는 방식 개혁
‘더울 때는 일하지 않는다’를 실현하는 열쇠, 소정근로시간을 유연하게 바꾸는 제도

뉴스
・뉴스 시사·프로젝트
폭염으로 60% 넘는 현장에서 작업 효율 저하

・중동 정세로 자재 조달에 먹구름, 일본건설업연합회 조사

・오바야시구미, M&A로 해외 고속도로 사업에 참여

・거대 수직갱에 지하수 유입 사고

・간사이공항으로 향하는 ‘나니와스지선’ 사업비 2배로 증가

・내진공사 중 교각 침하, 말뚝 머리 부분 철거가 영향 미쳤나

・시멘트로 외래종 가재를 봉쇄해 퇴치

・뉴스 기술
교량의 점검조서 초안을 생성형 AI로 작성

・구조물의 2D 도면을 3D 모델로 자동 변환

・수상·수중 결합 드론과 음향 측위로 방파제 점검

시리즈
・알려주세요, 인프라 신조류 제2회 상하수도
업계 재편의 촉매 ‘워터 PPP’, 인프로니아HD가 Swing(水ing)을 인수

・토목의 힘　신코 제2돌제 랜드스케이프(효고현)
바다가 내려다보이는 높이 11m의 ‘녹색 언덕’, ‘미나토 녹지 PPP’로 부두 재생

・콘크리트 사범 양성강좌 제14회(최종회) 환경부하 저감
콘크리트의 CO₂ 배출량을 줄인다, 제조·시공 단계에서 추진하는 자원순환

・기술사 일직선 2026 제5회 선택과목 III의 대책
‘기술적 과제’ 도출 조건에 주의

・신제품·신서비스
펠티어 소자 5개 탑재, 넥커버를 분리 가능

・타임카드를 촬영하기만 하면 끝, 성수기에만 이용 가능

・얼굴인식으로 개인 식별, 출입 기록을 클라우드에 저장

・90% 재사용 가능한 목조건축, 스트레스 완화와 공기 정화 효과도

・기존 설비를 간편하게 IoT화, 하천 수위와 변형 감시에 활용

・스마트폰으로 현장 상황 파악, 타임랩스 동영상 간편 제작

 -- 끝 --
 

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