로봇 및 관련기술에 의한 재해 대응
“소형 헬리콥터, 뱀 로봇…
모두가 재해로봇으로 사용될 수 있어”
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‘소 잃고 외양간 고친다’는 속담이 이제는 ‘재해 당한 후 로봇 개발한다’로 바뀔 듯하다. 자연재해의 피해를 입었던 일본, 미국 등에서 이를 해결하기 위한 방법으로 로봇을 택하고 로봇개발품들을 속속 선보이고 있기 때문이다. 본 내용에서는 재해로봇에 사용되는 기술과 일본의 대표적인 재난구조로봇 ENRYU T-52 Advance를 살펴보고자 한다. |
재해로봇의 필요성을 느끼다
일본의 재해 대응을 위한 로봇은 1995년 1월의 Hanshin?Awaji 대지진 이후 크게 발전을 거듭하며 실용화에 가까워지고 있다. 구조로봇(Rescue Robot)에 대한 연구에 있어서도 일본 기계학회 로보틱스?메커트로닉스 부문 연례강연회인 Robomec에서 그간 전무했던 연구발표가 대지진 이후에 점차 증가하고 있다.
또한 실제 재해 현장과 모의 재해 현장에서의 적용실적도 늘어나고 있다. 해외에서는 미국의 예로서 Oklahoma 정부 빌딩폭파사건(1995년 4월)을 계기로 다양한 연구개발이 진행되고 있다.
Hanshin?Awaji 대지진 직후, 로보틱스?메카트로닉스 부문 내에 ‘구조로봇기기 연구회(약칭)’ 가 구성되고 1년여 기간 동안 지진재해시의 인명구조실태, 로봇 및 관련기술 활용아이디어, 필요규격 등에 대한 조사가 실시됐다.
이를 바탕으로 다양한 로봇과 구조기기, 정보기기와 같은 재해대응시스템에 관한 연구개발이 진행됐다. 지금까지 개발한 구조로봇 및 관련기술은 ①소방?경찰?자위대 등 재해구조전문가용 시스템, ②정부자치단체?복구공사관계자를 위한 시스템, ③일반주민을 위한 시스템으로 분류할 수 있다.
구조로봇 및 구조용 시스템은 뭐?
2002~2006년에 실시된 일본 문부과학성의 ‘대도시 대지진 재해경감 특별프로젝트’ 내의 ‘구조로봇 등 차세대 방재기반기술개발’을 통해 많은 구조로봇 및 구조용 시스템의 연구개발 및 실증실험이 실시됐다.
정보 수집을 위한 시스템으로 재해발생 시 저공비행하며 재해 상황을 조사하는 소형 자율헬리콥터, 재해 상태를 상공에서 정점 관측하는 기구(Ballon), 가옥에 설치하는 피구조자 정보수집용 구조 커뮤니케이터(Rescue Communicator) 등이 개발됐다.
또한 고기능 구조용 기자재로는 붕괴된 건물의 잔해 속에 들어가 내부의 피구조자를 탐색하기 위한 뱀 로봇 및 구조장비, 부분 붕괴된 지하도나 건물 내 피구조자와 재해 상황조사를 위한 무한궤도형, 차륜형, 점프형 로봇, 그리고 이들의 원격조종용 휴먼인터페이스, 초광대역 전자파탐사장치, 무선구조 우선순위 태그(Triage Tag), 무선구출종료 태그 등이 개발됐다.
이러한 로봇에 의해 수집된 정보를 축적, 이용하기 위해 공통 데이터베이스와 데이터입출을 위한 표준 프로토콜 MISP를 정비하고, 네트워크 상의데이터 등록 및 가공용 시스템을 개발했다. 이 프로젝트는 상당한 실시효과를 가져와 구조로봇 연구자가 증가하며 다양한 기술에 대한 시도와 소방청 등 재해대응전문가들과의 동동연구도 활성화됐다. 이 결과로 능동 스코프 카메라 등 몇 개의 실용 로봇 및 관련기술이 개발됐다.
잔해 속 정보수집 로봇인 능동 스코프 카메라는 공업용 비디오 스코프 케이블의 표피전체에 섬모(Cilium)진동으로 구동하는 액추에이터 기능이 추가된다. 따라서 좁은 잔해 틈새(구멍크기 3㎝ 정도)를 통해 깊이 8m 정도까지 단차나 구배가 있는 장해물 내부탐사가 가능하다. 이 카메라는 미국 Jacksonville의 주차장 건설현장 붕괴사고의 사고원인조사에서도 적용되는 등 종래 장비로는 불가능한 장소로부터 정보를 수집할 수도 있다.
2006년부터 NEDO(신에너지?산업종합개발기구)의 전략첨단로봇 요소기술 개발프로젝트에서 재해건조물 내부이동 RT 시스템, 폐쇄 공간내부 고속주행 탐사군 로봇개발이 진행되고 있다. 이를 통해 개발된 무한궤도형 로봇 Kenaf에는 잔해 속의 높은 주파성능, 원격조정을 돕는 반자율 운동기능, 그리고 3차원 환경계측기능을 갖는다. Kenaf는 RobotCup 2007 Atlanta Rescue Robot League Mobility Challenge 의 우승으로 우수한 성능을 평가 받았다.
갈 길 먼 재해로봇, 생명과 재산을 지킨다
구조로봇은 비약적인 발전을 통해 실용화에 접근하고 있다. 그러나 현 단계에서 많은 기술과제에 대한 지속적인 연구개발이 필요하다. 과제에는 이동 및 작업능력, 원격조정과 정보전달을 위한 휴먼인터페이스, 통신, 위치측정 및 매핑(Mapping), 공동작업, 신뢰성 등에 대한 개선이 포함된다. 또한 대출력 액추에이터, 에너지절약, 센서성능, 내구?내수?내열?내한 및 방폭성 향상이 필요하다.
향후에 로봇은 지진 등의 재해현장에서 인명과 재산을 지키기 위해 내진기술, 지진 관측망과 같은 방재기술의 하나로서 그 역할이 기대된다.
한국과학기술정보연구원 이홍원 전문연구위원 hongwlee@reseat.re.kr
중량작업이 가능한 일본의 재해로봇 ‘ENRYU T-52 Advance’
500kg의 무게도 쉽게 들어 올리는 로봇, ENRYU T-52 Advance는 실외작업에서 뛰어난 능력을 보인다. 단순한 운반 작업을 뛰어넘어 동료들을 구조하기도 하는데, 이는 양쪽 패널부분을 조절하고, 원격으로 조정할 수 있기 때문에 가능한 일이다.
이 로봇의 주요기술들을 Tmusk에 의해 시의 자연재해와 관련된 부서, 정부기관, 교토대학교 등과 협력해서 개발됐다. 이를 활용한 재해 상황의 시나리오를 보면 ENRYU T-52 Advance는 는 지진이 일어난 상황에서 파편 아래에 깔린 자동차에 사다리처럼 놓여서 희생자들을 구조할 수 있다. 이러한 상황에서는 로봇의 한 팔은 차의 문을 부수고, 다른 한 팔은 차를 받치고 있을 수 있다.
이 같은 재난로봇들은 앞으로 재난상황이 일어났을 때 넓은 지역에서 그 활약이 기대된다. 아니 모든 곳에서 그들의 행보가 이어질 것이다.
