국가연구개발우수성과

[KICTERVIEW] 교량 안전 AI가 지킨다! AI를 활용한 노후 교량구조물 스마트 유지관리 플랫폼

우리나라의 주요 교량들은 산업화가 집중적으로 이루어졌던 1970년대와 80년대에 대거 건설되었습니다. 이에 따라 현재 준공 후 30년이 넘은 노후 교량의 비중은 전체의 약 30%를 차지하며, 20년 이상 된 교량까지 합하면 그 비율은 45%에 달합니다. 특히 겨울철 제설제 사용이 잦은 한국의 기후 특성상 교량 바닥판의 노후화는 다른 국가들에 비해 더욱 빠르게 진행되는 경향이 있습니다. 따라서 대형 사고를 미연에 방지하고 시민의 안전을 지키기 위한 체계적인 시스템 마련이 매우 시급한 상황입니다. 한국건설기술연구원 연구팀은 이러한 문제를 해결하고자 노후 교량 스마트 유지관리 플랫폼인 '비맵스(BMAPS)'를 개발했습니다. 이 플랫폼은 방대한 데이터를 기반으로 교량의 상태를 과학적으로 진단합니다. 연구진은 전국의 교량 유지관리 이력을 디지털 데이터로 변환하여 데이터베이스를 구축하는 한편, 전국 해안가에 비래염분 측정 장치를 설치해 환경 데이터를 축적했습니다. 또한 주요 교량에 IoT 센서를 부착하여 실제 구조물의 움직임을 실시간으로 파악함으로써 정밀한 분석을 위한 기초 토대를 완성했습니다. 수집된 방대한 자료는 인공지능 기술을 통해 교량의 수명을 예측하는 '열화 곡선'으로 재탄생합니다. 본래 정교한 예측 모델을 구축하려면 수십 년에 걸친 장기적인 데이터가 필수적이지만, 연구팀은 AI 기법을 도입해 부족한 데이터를 보완하고 미래의 노후화 진행 과정을 시뮬레이션하는 방식을 취했습니다. 이를 통해 지역별 기후나 동결융해 등 서로 다른 환경적 요인을 인공지능이 학습하게 함으로써, 데이터가 충분하지 않은 지역의 교량이라도 그 상태와 수명을 신뢰도 높게 추정할 수 있게 되었습니다. 비맵스 플랫폼은 복잡한 분석 결과를 사용자가 이해하기 쉬운 리포트 형식으로 제공하는 것이 특징입니다. 가장 혁신적인 점은 교량의 상태를 '노후도 나이'라는 정량적인 숫자로 표현하여 직관적인 이해를 돕는다는 것입니다. 관리자는 시스템을 통해 부재별 손상 정도와 향후 30년 동안의 노후도 추이 그래프를 즉시 확인할 수 있습니다. 이러한 객관적인 데이터는 주관적인 판단에서 벗어나 유지보수의 우선순위를 결정하고 관련 예산을 효율적으로 배정하는 데 있어 결정적인 근거가 되어 줍니다. 이러한 기술적 우수성과 실용성을 인정받아 비맵스는 국가연구개발 우수성과 100선에 선정되는 영예를 안았습니다. 건설 기술과 IT 기술이 결합된 이 혁신적인 시스템은 현재 웹사이트를 통해 누구나 쉽게 접근하여 분석 결과를 확인할 수 있도록 운영되고 있습니다. 교량을 시작으로 도로와 터널 등 다양한 국가 인프라 유지관리 분야에 이 기술이 확산된다면, 우리 사회의 안전망은 더욱 견고해질 것입니다. 연구팀의 성과는 안전한 국토를 만드는 기술적 자산으로서 앞으로도 큰 역할을 할 것으로 기대됩니다.

2021 KBSI STORY [주요 연구성과 총결산]

대한민국 과학기술의 위상을 드높인 2021년 국가연구개발 우수성과 100선에 한국기초과학지원연구원(KBSI)의 여러 기술이 이름을 올렸습니다. 특히 정보·전자 분야의 김해진 박사 연구팀이 개발한 전고체 전지 기술은 구부리거나 잘라도 안전하게 작동하는 혁신적인 성과로 주목받았습니다. 이는 기존 전지의 안전성 한계를 극복한 차세대 기술로 평가받으며 과학기술정보통신부 장관상을 받는 영예를 안았습니다. 이러한 성취는 연구진이 아무도 가지 않은 길을 묵묵히 걸어오며 현장에서 흘린 땀방울이 만들어낸 값진 결실이라 할 수 있습니다. 생명·해양 분야와 융합기술 분야에서도 괄목할 만한 성과가 이어졌습니다. 바이오융합연구부의 김승일 박사는 지난 6년간 감염병 융합연구단에서 바이러스 진단 연구에 매진하여 국민 건강 증진에 기여하는 유의미한 결과를 도출해냈습니다. 광주센터의 임성수 박사 또한 지역 과학기술 발전과 국가 연구 경쟁력 강화에 이바지하며 우수성과 100선에 선정되는 쾌거를 이루었습니다. 이처럼 각자의 자리에서 최선을 다한 연구자들의 노력은 코로나19라는 어려운 환경 속에서도 굴하지 않고 기초과학의 토대를 더욱 단단하게 다지는 계기가 되었습니다. 분석과학 분야의 전문성을 상징하는 ‘KBSI 분석과학 마이스터’에는 배종성 박사가 새롭게 선정되어 연구원의 위상을 높였습니다. 마이스터 제도는 오랜 시간 축적된 기술적 노하우와 사명감을 가진 전문가를 예우하는 체계로, 배 박사는 앞으로 분석기술 고도화와 후학 양성에 중추적인 역할을 수행할 예정입니다. 연구 시설과 장비를 활용한 정밀한 분석은 과학적 발견의 핵심적인 뒷받침이 되며, 모든 직원이 서로 격려하며 협조하는 문화는 이러한 전문성이 발현되는 든든한 밑거름이 되고 있습니다. 미래 과학기술의 비전은 대형 연구 시설 구축을 통해서도 구체화되고 있습니다. 2027년 완공을 목표로 추진 중인 다목적 방사광 가속기 구축 사업은 ‘꿈의 현미경’이라 불리는 세계 최고 수준의 연구 시설을 확보하기 위한 국가적 과업입니다. 고인수 사업단장을 중심으로 한 구축팀은 기초과학의 새로운 돌파구를 마련하고 대한민국의 미래 경쟁력을 확보하기 위해 순조로운 첫발을 내디뎠습니다. 이 거대한 실험 장치는 미세구조를 정밀하게 관찰하여 소재, 부품, 장비 산업뿐만 아니라 바이오 산업 전반에 걸쳐 혁신적인 변화를 불러올 것으로 기대됩니다. 다가오는 2022년 임인년은 검은 호랑이의 기운을 받아 더욱 힘차게 도약하는 한 해가 될 것입니다. 한국기초과학지원연구원의 구성원들은 지난 한 해의 성과에 안주하지 않고, 대범한 용기와 뜨거운 열정으로 연구 현장에서 또 한 번의 비상을 준비하고 있습니다. 각 부서와 팀이 유기적으로 협력하여 최상의 하모니를 이룰 때 기초과학의 발전과 국민의 행복이라는 공동의 목표에 한 걸음 더 다가갈 수 있습니다. 소처럼 우직했던 노력이 호랑이처럼 강인한 성취로 이어져 모든 연구자가 자신의 꿈을 실현하고 국민에게 희망을 주는 한 해가 되기를 소망합니다.

[KICTERVIEW] 교량 안전 AI가 지킨다! AI를 활용한 노후 교량구조물 스마트 유지관리 플랫폼

한국건설기술연구원KICTERVIEW(킥터뷰)

2021 KBSI STORY [주요 연구성과 총결산]

한국기초과학지원연구원