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[생기원 R&D] 사람대신 바닷 속 위험물을 제거하는 수중해양로봇 개발

로봇 기술은 과거 단순한 이동과 운반 수준을 넘어 현재는 위험한 현장의 수리나 탐색 등 다양한 분야에서 활약하고 있습니다. 특히 바다라는 극한 환경에서는 사람이 직접 들어가기 어렵기 때문에 원격 제어가 가능한 수중 로봇인 ROV의 역할이 매우 중요합니다. 수중 구조물 설치와 해저 자원 탐사 등 해양 산업의 핵심 작업을 수행하기 위해 해양 로봇 기술은 날이 갈수록 정교해지고 있으며, 이는 인류의 해양 영역을 확장하는 토대가 되고 있습니다. 지능형 해양 로봇 개발을 위해 두 연구소의 전문가들이 힘을 합쳤습니다. 각 연구팀은 자신들이 가진 강점인 수중 플랫폼 기술과 3차원 인식 및 판단 지능 알고리즘을 결합하여 시너지를 창출했습니다. 서로 다른 위치에서 수행하던 연구들이 하나로 모이면서 수중 로봇의 완성도는 더욱 높아졌습니다. 각자의 전문 영역에서 쌓아온 노하우가 유기적으로 융합되면서, 거칠고 복잡한 수중 환경 속에서도 정밀한 작업을 수행할 수 있는 지능형 로봇이 탄탄하게 탄생하게 되었습니다. 수중 환경에서의 가장 큰 난관은 조종자가 로봇을 조작할 때 현장감을 제대로 느끼기 어렵다는 점입니다. 탁한 시야와 복잡한 물리적 제약으로 인해 원격 조종자는 물속 상황을 명확히 파악하기 힘들고, 이는 정밀한 작업 수행을 방해하는 요소가 됩니다. 양팔 로봇을 활용한 고난도 작업을 수행하기 위해서는 조종자가 마치 현장에 있는 것처럼 느끼게 해주는 기술적 보완이 시급했습니다. 이를 해결하기 위해 연구진은 조작 편의성을 극대화하고 환경 이해도를 높이는 데 주안점을 두었습니다. 연구팀은 가상현실과 증강현실을 아우르는 확장 현실 기술인 XR을 도입하여 혁신적인 제어 시스템을 구축했습니다. 이 기술을 통해 조종자는 헤드셋을 착용하고 실제 다이버가 된 것처럼 몰입하여 로봇의 팔을 직관적으로 움직일 수 있습니다. 사용자의 의도가 로봇에게 실시간으로 전달되면서 과거에는 불가능해 보였던 정교한 수중 작업들이 가능해졌습니다. 로봇이 조종자의 움직임을 그대로 복사하듯 따라 함으로써 작업 효율은 획기적으로 상승했으며, 누구나 쉽게 다룰 수 있는 제어 환경을 마련했습니다. 현재 개발된 지능형 해양 로봇은 실증을 마치고 양산화를 위한 기술 이전을 준비 중입니다. 연구진은 기술적 완성도를 높여 로봇 조종의 진입 장벽을 낮추고자 노력하고 있습니다. 사람의 의도를 오차 없이 수행하는 신체 조건과 판단 지능이 결합한다면 수중 작업의 미래는 더욱 밝아질 것입니다. 광안대교 점검 같은 실제 현장에서 활약할 이 로봇들은 인간과 기계가 조화롭게 협력하는 시대를 열어줄 것이며, 인류가 더 넓은 세상을 안전하게 탐구하는 미래의 밑거름이 될 것입니다.

한국생산기술연구원

융합
공학·기술

스마트 공장 그리고 가상현실(VR), 국가연구기관의 차세대 기술은 무엇일까? ┃ ETRI ┃ 한국전자통신연구원

현대 산업 현장은 5G 이동통신 기술의 도입으로 거대한 변화를 맞이하고 있습니다. 과거의 공장들이 복잡한 유선 네트워크에 의존했다면, 이제는 5G의 초저지연 특성을 활용하여 모든 설비를 무선으로 연결하는 스마트 공장으로 진화하고 있습니다. 100분의 1초 이내의 짧은 지연 시간 덕분에 원격지에서도 마치 현장에 있는 것처럼 실시간으로 설비를 제어하고 데이터를 관리할 수 있게 되었습니다. 이는 단순히 선이 없어지는 것을 넘어, 공장의 유연성과 생산성을 극대화하는 핵심적인 토대가 됩니다. 스마트 공장의 안정성을 확보하기 위해 산업용 AI 서비스와 정밀 센서 기술이 결합되고 있습니다. 공장 내부의 모든 데이터는 무선망을 통해 실시간으로 분석되며, 이를 통해 설비의 상태를 가상으로 확인하고 예기치 못한 상황에 즉각적으로 대응할 수 있습니다. 특히 사람의 움직임을 감지하는 센서와 카메라 제어 시스템을 연동하여 산업 현장의 사고를 미연에 방지하는 등 안전 관리 측면에서도 혁신을 이루고 있습니다. 수백 번의 반복 테스트를 거친 독자적인 통신 기술은 현장의 신뢰도를 높이는 결정적인 역할을 합니다. 원격 제어의 효율성을 높이기 위해 모바일 에지 컴퓨팅(MEC) 기술이 적극적으로 활용됩니다. 이는 데이터를 중앙 서버가 아닌 현장 근처에서 처리하여 지연 시간을 획기적으로 줄여주는 기술입니다. 이를 통해 공장 내부의 폐쇄적인 시스템을 넘어 외부 물류 센터나 다른 지점들과도 유기적으로 연결할 수 있는 환경이 조성됩니다. 나아가 지상망뿐만 아니라 위성 통신과의 연계까지 고려함으로써, 시공간의 제약을 받지 않고 전 세계 어디서든 통합적인 공장 관리가 가능한 비즈니스 모델로 확장되고 있습니다. 산업 현장의 원격 제어 기술은 이제 가상현실(VR)과 결합하여 더욱 고도화된 실감 미디어를 제공하고 있습니다. 기존의 360도 영상이 고정된 시점에서 회전만 가능했다면, 최신 6자유도(6DoF) 기술은 사용자의 상하좌우 및 앞뒤 움직임에 따라 영상이 변하는 운동 시차를 제공합니다. 사용자가 고개를 움직이거나 몸을 이동할 때 가려진 부분이 보이거나 원근감이 느껴지는 효과를 통해 실제 현장에 있는 것과 같은 몰입감을 선사합니다. 이러한 기술은 원격 모니터링의 정확도를 높일 뿐만 아니라 가상현실(VR) 특유의 멀미 현상도 크게 줄여줍니다. 고품질의 영상을 실시간으로 전송하기 위한 데이터 처리 기술은 미래 산업의 핵심 경쟁력이 될 것입니다. 한정된 영상 정보만으로도 깊이 정보를 활용해 사용자의 위치에 맞는 가상의 영상을 실시간으로 합성해내는 기술은 현실과 가상의 경계를 허물고 있습니다. 이러한 기술적 진보는 단순히 공정의 효율을 높이는 것을 넘어, 누구나 안전하고 편리하게 산업 현장을 운영할 수 있는 미래를 그려나갑니다. 수십 년간 축적된 이동통신 연구의 결실은 이제 스마트 공장과 실감 미디어를 통해 산업 전반의 가치를 한 단계 더 높여줄 것입니다.

한국전자통신연구원ETRI 아카이브

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ETRI, 5G 스마트팩토리 IIoT 기술 개발

고화질 미디어와 가상현실 등 차세대 콘텐츠의 기반이 되는 5G 기술은 제조 현장을 더욱 지능적이고 효율적으로 변화시키고 있습니다. 기존의 공장은 대량 생산에 최적화된 고정 설비 위주였으나, 현대의 스마트 공장은 고객의 요구에 맞춰 설비를 유연하게 변경하며 다양한 제품을 생산하는 능력이 필수적입니다. 이를 실현하기 위해서는 로봇의 원격 이동이나 실시간 공정 변경이 가능한 고도의 통신 기술이 뒷받침되어야 합니다. 과거의 무선 기술이나 유선 방식은 이러한 유연성을 확보하는 데 한계가 있었지만, 5G의 저지연·고신뢰 기술은 유선 수준의 안정성과 빠른 속도로 진정한 스마트 공장 구현을 가능하게 합니다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 경북 경산의 스마트 공장에서 5G를 적용한 산업용 사물인터넷(IIoT) 기술을 성공적으로 시연하며 제조 혁신의 새로운 이정표를 세웠습니다. 연구진은 5G 기술을 활용해 이동 로봇을 원격 조종하고, 단일 패널로 전 설비를 제어하며 가상현실 장비로 공정을 정밀하게 감시하는 등 생산 라인 고도화에 필요한 무선 통신 역량을 입증했습니다. 특히 이번 성과는 외산 장비에 의존하던 기존 사례와 달리 순수 국산 기술로 세계 최고 수준의 성능을 구현했다는 점에서 그 의미가 매우 깊습니다. 이는 실제 산업 현장에서 설비를 안정적으로 제어할 수 있는 독자적인 스마트 제조 서비스의 가능성을 열어준 결과입니다. 연구진은 이번 성과에 만족하지 않고 차세대 5G 표준 규격에 맞춰 시스템을 지속적으로 향상시키고 있습니다. 향후에는 국내 연구실 간의 연결을 넘어 핀란드 오울루 대학교 등 해외 기관과 연계하여 시공간의 제약을 극복한 원격 공정 제어 시연을 계획하고 있습니다. 이러한 기술적 진보는 산업 전반에 걸쳐 막대한 경제적 부가가치를 창출하고 새로운 산업 혁명을 이끌 것으로 기대됩니다. 모든 유선 연결의 한계를 극복하고 언제 어디서든 공장을 효율적으로 관리할 수 있는 미래는 이제 먼 이야기가 아닙니다. ETRI의 기술력이 전 세계 스마트 공장 확산의 핵심 동력이 되어 대한민국 제조 경쟁력을 한 단계 더 높여주기를 기대해 봅니다.

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