- 다중 로봇 간 협업 및 이상 상황 판단 AI 기술로 산업재해 막아
- 2025년 울산 정유공장 실증 고도화, 발전소·에너지·석유화학 점검 적합

한국전자통신연구원(ETRI)은 산업재해 예방을 위해 안전 순찰 로봇과 감독 순찰 로봇을 활용해 근로자 및 현장 설비 이상 상황을 탐지하는 로봇 핵심 기술을 개발, 대전 유성구 한국전력공사 전력연구원에서 시험 중이라고 밝혔다.
그 동안 산업 현장에서의 로봇은 단순히 사진만 촬영하거나 손만 움직이는 등 독립적인 형태였다. 연구진이 개발에 성공한 기술의 가장 큰 특징은 로봇에 AI를 적용해 로봇 간 협업하는 기술이라는 점이다. 상용 로봇을 특정 분야에 AI기술과 결합, 맞춤형으로 만들어 주는 것이다. 즉, 산업 현장에서 로봇이 특정 시설을 촬영할 때, 구조물에 가려 문제가 발생하면 자동으로 두 번째 로봇이 가서 정밀하게 분석해 촬영한다.
로봇 스스로 촬영이 잘못됐다는 것을 인지하면 내부 AI 인식 모듈이 판단해 자동으로 두 번째 로봇을 보내 정밀 촬영한다. 연구진은 근로자와 산업 시설 기기의 안전을 유지하기 위해 전력연구원 시설 현장 실증을 통해 다중 로봇 간 협업 기술 및 이상 상황 판단 기술 등 관련 성능도 함께 검증하고 있다. 다중 로봇 간 협업 기술은 산업 현장의 근로자 및 설비 상태를 주기적으로 확인하는 안전 순찰 로봇과 명령에 따라 수행하는 감독 순찰 로봇이 상호 협력하는 기술이다.
본 기술은 근로자의 부주의한 행동이나 사고 등으로 인한 이상 행동을 신속히 탐지하고 보호하는 분야에도 활용된다. 핵심 기술로는 ▲이종의 다중 에이전트 연계 제어 기술 ▲멀티 에이전트 협업 프레임워크 기술을 들 수 있다.
이상 상황 판단 AI 기술은 영상을 통해 근로자의 안전 복장 미착용이나 쓰러짐 등 이상 행동 등을 빠르게 탐지하거나, 온도·압력·수위 등 산업 설비에 대한 정상 여부를 판단한다. 핵심 기술로는 ▲작업자 위험 상황 판단 기술 ▲안전 장비 착용 여부 판별 기술 ▲게이지 판독 기술 등을 들 수 있다.
특히 이러한 기술은 정유 공장, 에너지, 석유화학, 발전소 등 주기적으로 점검을 요하는 곳에 적합하다. 즉 설비의 압력이나 온도를 측정하는 수천 지점의 게이지(Gauge) 등을 수시로 읽고 정상 상태 안전성 여부를 확인, 점검하는 산업 시설에 향후 활용될 전망이다.
안전 순찰 로봇이 현장 내 지정 경로 순찰을 통해 게이지나 근로자의 상태에 관한 영상을 관제센터로 전송하면, 관제센터에서는 AI 융합 영상 분석 기술로 게이지의 상태 및 근로자의 이상 행동을 자동으로 판단한다. 즉, 산업재해와 관련된 안전 관리 자동화가 가능해지는 것이다.
사람들이 주기적으로 게이지를 통해 산업 시설이나 공장의 안전을 점검했다면, 이제는 본 기술을 활용해 로봇이 로봇 간 협업을 통해 공장, 산업 시설 안전을 점검하게 된다. 또한 본 기술은 공장이나 산업시설의 근로자들이 헬멧, 마스크, 안전 장비를 필수적으로 갖춰야 하는 곳에 적합하다.
로봇이 근로자의 안전 장구 장치 장착 여부를 판단해 관리 부서에 데이터 전송할 수 있다. 아울러, 본 연구는 다중 에이전트(Agent) 간의 협업이 가능하다. 즉 사진 촬영하는 로봇, 팔 달린 로봇, 고정된 CCTV로 안전장치 확인, 근로자의 쓰러짐, 출입 금지 구역의 출입 등 다양한 에이전트 간 원활한 협업이 가능하다.
이와 같이 연구진은 다중 에이전트 모바일 로봇과 CCTV와 같이 고정형 에이전트들이 협업할 수 있는 프레임워크를 개발해 냈다. ETRI는 이번 로봇을 활용한 근접 탐지 및 이상 상황 판단 AI 관련 핵심 기술이 다중 로봇의 유기적인 움직임 제어를 기반으로 제조, 건설, 창고 등 다양한 산업 현장의 이상 상황을 탐지한다는데 의의가 있다고 설명했다.
연구진은 본 기술을 내년까지 울산시 소재 석유화학 공장 현장에서 실증을 통해 고도화할 예정이라고 밝혔다. 실증을 통해 공장의 요구 사항과 피드백을 받아 기술 이전과 상용화에 나설 예정이다. 본 기술에 대해 ETRI 연구진은 산업 안전 관련 모니터링 기업, 시설 보안 업체 등을 기술 이전 대상으로 삼는 기업으로 보고 있다. ETRI는 본 기술 개발로 SCI급 저널 4편, 국내외 특허 출원 3건, 기술 이전 3건의 실적을 거뒀다. 아울러 AI 기반 산업 현장의 이상 상황 탐지 기술은 SCIE 저널지 등에 게재되었다.
ETRI 서범수 필드로보틱스연구실장은 “향후 산업 현장의 특성에 최적화된 로봇의 제어 기술과 기밀 데이터로 분류되는 산업 설비의 데이터 관리 및 이상 상황 등을 분석하는 인공지능 기술의 추가 개발이 필요하다”고 말했다. 또 ETRI 최정단 모빌리티로봇본부장도 “본 기술개발로 산업재해자수 감소가 되길 바라고, 안전관리자를 보조하는 인공지능 로봇 기술이 근로자를 보호하며, 산업체의 생산 경쟁력 확보에 기여하도록 노력하겠다”고 밝혔다.
ETRI는 기존 관리자에 의한 근로자 보호와 산업 현장 관리에서 발생할 수 있는 휴먼 오류를 극복하는 등 실질적 산업 현장의 안전 관리 고도화를 위해 AI 융합의 협업 로봇과 분석 시스템을 개발했다고 밝혔고, 이번 성과는 과학기술정보통신부의 ‘ETRI 기본 사업’의 일환으로 수행되었다.