코로나 19 이후 크고 작은 재난들이 연일 계속되고 있습니다. 태풍, 홍수, 지진이나 대형 화재까지 이제는 사람을 대신해 로봇이 현장에 투입되는 상황이 많아졌습니다.

오늘 인터뷰에서 만나 보실 서진호 교수(부경대학교 기계시스템공학과)는 재난현장 활용 로봇 기술을 연구하신 분이십니다. 재난 안전 분야의 연구개발과 현장적용 확대를 위한 프로젝트를 많이 하셨는데요. 재난 대응 현장에서 로봇이 어떻게 활용되고 있는지 자세한 이야기해보도록 하겠습니다.


1. 지금 교수님께서 하고 계시는 주요 연구에 대한 간단한 소개 부탁드립니다.

부경대학교 기계시스템공학과 필드로보틱스연구실(FRLab, Field Robotics Laboratory)에서는 4차 산업혁명 시대의 필수적 기술 분야 중의 하나인 다양한 로봇 핵심기술 및 플랫폼 개발을 연구하고 있으며, 특히 다양한 로봇 활용 기술 분야 중에서도 수정된 환경이 아닌 현장 그대로의 실제적 환경에서의 활용성을 중심으로 하는 필드 환경(Field Environment) 중에서도 재난 및 해양 환경에 기반을 둔 다양한 핵심 원천기술 및 상용화 기술 개발에 대한 연구 수행을 목표로 두고 있습니다.





재난대응로봇(Disaster Response Robot)은 예측 불가한 환경조건에서 발생하는 재난 상황에서 활용할 수 있는 로봇 관련 핵심 및 활용 기술 연구개발을 목표로 하고 있고, 해양로봇(Marine Robot)은 다양한 해양 환경에 적용 가능한 로봇 활용 연구개발을 목표로 하고 있습니다. 이러한 분야들에 대한 로봇 시스템 통합(System Integration), 로봇 센서 융합, 로봇 제어 등 다양한 상용화 기술 개발에 관한 연구를 중점적으로 진행하고 있으며 관련 결과물을 상품화 및 제품화하고자 노력하고 있습니다.
 

2. 매몰자 탐지용으로 뱀 로봇의 시제품을 만들어서 성능 실험을 했다고 들었습니다. 개발된 시제품에 대한 자세한 설명 부탁드립니다.

개발 과제는 산업통상자원부 로봇산업핵심기술 개발사업으로 2019년 4월에 시작하였고, 수행 중인 개발 과제의 정확한 과제명은 ‘붕괴지역 매몰자 탐지 구조를 위한 협소 공간 탐색 로봇기술 개발’입니다. 본 과제의 주관연구기관은 다양한 재난 로봇 기술개발을 선도적으로 추진하고 있는 한국로봇융합연구원이며 4개의 참여기관이 함께 공동기술개발을 진행 중이며 2021년 12월 개발 완료를 목표로 함께 노력하고 있습니다.

이러한 개발 과제 내에서 부경대학교 FRLab의 담당업무는 생존자 탐지・구조 시나리오 수립 및 다중센서 통합 솔루션 개발을 목표로 하고 있습니다. 특히, 재난대응 분야 관련한 재난안전 로봇 통합시스템 개발 및 현장 임무 시나리오 체계 수립 경험을 바탕으로 본 기술 개발 과제 결과물을 실제 현장에서 유용하게 활용할 수 있도록 적절한 임무 시나리오 수립방안을 주관연구기관과 지속적인 협력을 통하여 추진하고 있습니다.

특히, CMU(카네기멜론대학교, 미국)에서 개발된 뱀 로봇을 활용하여 2017년 멕시코 지진 현장에 적용해 볼 경험을 바탕으로 실험실에서 개발된 매몰자 탐지용 뱀 로봇에 대한 추가기능 필요성을 제시하였고, 이러한 실증 경험을 바탕으로 요구된 필요사항을 추가적으로 고려한 결과 뱀 로봇 개발에서는 뱀형 머리 모듈 제작 시에 생존자 탐지를 위한 다중 센서 개발의 필요성이 추가되었습니다.





FRLab에서는 이러한 추가적 기술 개발의 차별성 및 필요성 부분을 바탕으로 주관연구기관과의 협력을 통하여 추가적 기술 개발을 진행 중이며 세부 개발 내용은 다음과 같이 요약 되어질 수 있습니다.

특히, 뱀 로봇은 협소 공간에서 운용 가능한 다중 센서 및 그리퍼 통합 모듈 개발이 필수적이므로, 뱀형 머리 모듈 부분은 생존자 탐지를 위한 다중 센서 모듈 개발 형태로 진행 중이며 생존자 탐지를 위한 다중 센서 선정과 센서 인터페이스 보드 개발에 역점을 두고 있습니다.

 

또한, 본 연구개발의 목표와 차별성은 다양한 필요 기능이 One-Solution으로 통합되는 ‘인명 탐지 및 골든타임 연장’ 분야의 Total Solution을 세계 최초로 제안해 보고자 참여기관 모두 함께 최선을 다하여 기술 개발에 노력하고 있으며 특히, 세계 최고 수준인 CMU의 뱀 로봇과 비교해서도 결코 기술 성능 및 활용성에서 부족하지 않을 것이라 생각됩니다.
 

개발 중인 시제품의 기술 사양은 다음과 같이 비교하여 정리하였으니 참고하시면 좋을 것이라 생각됩니다. 물론 현재까지는 충분한 현장 실증 실험과 요구자들이 직접적으로 활용하지 못한 상태이기에 향후에 추가적 기술 개발 진행에서 일부는 수정 보완 될 것으로 생각하시면 될 것입니다.





3. 탐사로봇은 여러 가지 상황에 대한 제약조건을 뛰어넘어야 할 것 같습니다. 재난 현장에 탐사로봇이 가장 중요한 기술은 무엇인지, 탐사로봇의 기술적 한계가 어떤 것인지 궁금합니다.

재난 현장에서 활용 가능한 탐사 및 대응 로봇의 가장 중요한 기술을 한마디로 표현하면 다양한 극한 환경에 대한 활용성이라고 할 수 있습니다. 이러한 활용성은 실험실 내에서 개발된 기술적 원천성 및 우수성 부분이 아닌 실제적인 필드 환경에서 사용 목적에 적합하게 운영할 수 있는가 하는 문제로 귀착된다고 생각됩니다.

따라서 실제적으로 재난 현장에서 활용 가능한 로봇 개발을 위해서는 시제품 개발 전후로 현장 관계자들의 다양한 현장 환경에 대한 의견을 청취하고 실제 사용자들의 VOC(Voice of Customer)를 최대한 반영한 기술 개발 계획안을 수립하는 것이 무엇보다도 중요한 사항이라고 생각합니다.

아무리 뛰어난 기술 내용이라도 필드 환경에서는 실제 사용자의 수준을 이해하지 못하면 아무런 의미가 없는 것이 아닐까를 항상 생각해야 합니다.

재난 현장에서 활용 가능한 기술 개발 관련한 내용과 현장의 목소리를 반영한 내용을 현재 개발 중인 ‘붕괴지역 매몰자 탐색용 뱀 로봇’ 기술 개발 내용으로 기술개발 방향과 기술적 한계성을 한 번에 설명할 수 있는 것이 아래의 그림과 같이 정리되지 않을까 합니다.





기술 개발에 있어서 어떠한 기능을 가진 로봇을 개발해야 할 것인지? 어떠한 주요 기능을 포함 시켜야 실제 현장 활용자들이 유용하게 활용할 수 있는지? 실제 사용자분들이 쉽게 활용하기 위한 편의성을 어디까지 고려해야 하는지? 이러한 사항에 대하여 개발 과제 참여자들이 모두 다양한 사항을 고려하여 기술 개발 초기부터 지금까지 지속적으로 노력하고 있으며, 이러한 요구 사항에 대하여 어느 범위까지 반영할 것인지 등에 대한 고민이 대표적인 기술적 적용에 대한 한계성이라고 생각하시면 좋지 않을까 합니다.


4. 지금까지 현장실험을 많이 한 것을 알고 있습니다. 가장 기억에 남는 현장과 결과에 대한 설명 부탁드립니다.

실제 환경에서 활용 가능한 로봇을 개발하기 위해서는 현장 환경을 이해하는 것이 무엇보다도 중요합니다. 제가 예전에 몸담았던 한국로봇융합연구원에서의 연구 활동에서 포항 지역의 산업적 특성상 철강공장 현장을 직접 볼 수 있는 기회가 많았고, 이러한 산업현장 환경에 실질적으로 활용 가능한 다양한 로봇 개발을 진행하면서의 현장 경험이 저에게는 가장 큰 기억으로 자리 잡고 있습니다.





로봇을 개발하고 현장 활용을 생각한다면 연구실 내에서의 생활 이외에도 실제 작업 현장을 조금이나마 이해하기 위한 노력이 중요한 경험이 되지 않을까 생각합니다. 필드 로봇 분야에 대한 관심이 높은 로봇 공학도라면 화이트 컬러와 블루 컬러 구분 없이 양쪽의 모든 생활을 직접 경험하고 이해하는 마음이 가장 중요한 요소이지 않을까 생각됩니다. 환자를 이해하는 의사가 존경받는 것처럼, 현장을 이해하는 연구자가 진심으로 더 보람차고 행복하지 않을까 생각됩니다.


5. 재난대응 로봇이나 탐사로봇의 경우 정확도가 매우 중요할 것 같습니다. 현장 점검을 하면서 정확도가 높은 편인가요?

재난대응로봇 또는 탐사로봇 등은 모두가 실제 적용될 필드 환경을 어떻게 구성하느냐에 따라서 정확도가 달라질 것입니다. 따라서 실제적 로봇 개발에서는 활용될 환경을 가능한 최대한 명확하게 정의하는 것이 중요하지만 실제적으로는 재난환경이 수학 공식처럼 정확히 확정되는 것은 불가능한 것입니다.

그러므로 실제적으로 개발하고자 하는 로봇은 가능한 유사한 적용 환경을 기반으로 하여 발생할 수 있는 다양한 필드 환경을 반영하도록 지속적으로 노력하면서 개발을 진행하고 있으며 필수적으로 확정된 환경에 대해서는 정확성을 100% 달성함을 목표로 수행하고 있고, 이러한 정확성은 단순한 정량적 기술 사양 달성이 아닌 현장 환경 기반의 로봇 활용성에 중점을 두고 있기에 정확도 또한 이러한 면으로 이해하시면 좋을 듯합니다.


6. 우리나라는 재난대응에 대해 어떤 로봇을 취급하고 있으며, 대표적인 국내기업과 국외기업에 대해 설명 부탁드립니다.

국·내외적으로 재난대응 및 재난구조 관련한 로봇 시장은 아직까지 실용화 시도 단계 또는 시장 초기 진입 단계로서 시장이 활성화되어 있지 않다 보니 국·내외적으로 대표적 기업사례를 설명하기에는 어려움이 있습니다. 특히, 관련 분야는 국방로봇 기술 개발과 매우 유사한 형태이기에 기술 선진국 중심으로 자국의 사회안전망 확대 차원에서 국가 전략적 차원의 관점에서 기술 개발 및 상용화에 역점을 두고 있음을 이해하셔야 합니다.

최근에 다양한 환경 변화에 의하여 각종 재난에 따른 대형 인명 피해가 지속적으로 발생하고 있기에 재난대응 및 재난구조 그리고 원전 사고대응 분야에서 로봇을 활용하고 실용화하는 연구개발이 활발히 진행되고 있으며 향후에 빠른 속도로 관련 산업이 성장할 것으로 예상됩니다.

이러한 재난대응 및 재난구조 관련 기술 개발에서 아직까지 현장에 투입된 경험은 없지만, 재난구조 현장에서 활용할 수 있도록 개발 중인 (미국) 보스톤 다이나믹의 아틀라스(Atlas)는 휴머노이드형 또는 4족 보행 로봇 기술 개발을 선도적으로 진행하고 있기에 다양한 재난현장에서 활용된다면 상당히 유용하겠지만 재난환경은 극한환경 상황이기에 실제적 현장 활용을 위해서는 많은 시간과 노력이 필요해 보인다고 할 수 있습니다.

따라서 재난대응 분야에서 실제적으로 활용 가능한 소방로봇 중심으로 국내외 상황을 설명하면 단품으로서의 소방로봇 개발은 각 국가별로 진행되어 개발 완료된 제품들이 있지만, 일본의 미쓰비시중공업에서 개발한 시스템이 현장 적용을 목표로 자국 환경에 기반한 개발 결과물이라고 생각됩니다.





국내에서는 2016년부터 산업통상자원부에서 지원하여 한국로봇융합연구원에서 진행 중인 ‘국민 안전 로봇 프로젝트’에 참여하고 장갑형 소방로봇을 ㈜진우SMC가 개발 중인데, 정상적으로 개발 상황이 완료된다면 아마도 국내외적으로도 가장 활용성이 높은 소방로봇 제품이 될 것이라 생각됩니다.

현재 시제품을 개발 완료된 상태이며 현장실험을 진행 중이기에 세부적 내용을 설명드리기 힘들지만, 혹시라도 관심이 있으신 연구자들이 계신다면 저에게 언제든 연락하시면 실제 진행 중인 개발 현황을 직접 확인하실 수 있는 기회를 드리도록 하겠습니다.





7. 현재 재난로봇산업의 경쟁력 강화를 위해 어떤 협력이 필요한지 궁금합니다.

재난 산업 분야는 각 국가별로 자국의 사회 환경에 기반하여 기술 개발 및 상용화를 진행하게 되는데 국내에서는 국방산업과는 다르게 실제적 시장규모가 크지 않고 수요자가 대부분 정부 부처 및 지자체 중심이기에 대기업의 적극적 참여는 어려운 상황이라고 봅니다.

다만, 국내의 우수한 중소기업 중심으로 재난 산업 분야에 대한 첨단 로봇기술을 활용한 소방 장비 상용화를 전략적으로 추진한다면 국민의 안전한 삶과 재난 현장에서의 안타까운 희생을 막을 수 있을 것이라고 봅니다.

이러한 재난 산업 분야에 대한 국가 경쟁력 확보를 위하여 필수적으로 필요한 것이 다양한 현장 환경을 고려한 실증실험장을 구축하여 다양한 시제품에 대한 현장 활용 시험을 진행하는 것인데 몇몇 선진국에서는 이러한 경쟁력 강화 관련한 시설을 구축한 상태입니다.

국내에서도 작은 규모이기는 하지만 성능 검증 위주의 실증시험장이 구축되어 있기에 잘 활용하면 좋은 결과를 낼 수 있을 것이라 생각됩니다. 또한 비록 지금은 COVID-19로 인하여 국제협력이 불가능한 현실이지만 재난 및 재해 분야는 어느 한 국가만의 문제가 아니기에 국가 간 협력을 통한 상호 기술교류 및 상용화 추진이 필요한 것이기에 국제협력을 통한 전략적 동행도 꼭 필요한 사항이라고 생각합니다.





8. 연구 진행 중 어려운 점이 있었다면 어떤 점이었으며, 어떻게 해결해 오셨는지 알려주세요.

모든 대학 내 연구자들이 연구수행에서 공동적으로 어렵게 생각하는 것이 충분한 연구 투자와 인력 문제일 것입니다. 특히, 국내의 우수한 몇몇 대학을 제외하고는 현실적으로 자국 대학원생과 연구과제 수탁의 문제가 있는 것이기에 이러한 부분을 해결하고자 학생들에게 향후 대학원 진학을 통한 미래에 대한 비전과 방향을 제시하고자 노력하고 있고 재난 및 해양 분야 중심의 필드 로봇 분야에 대한 다양한 기술개발 과제를 발굴하고 진행할 수 있도록 최선을 다하고자 합니다. 지금까지의 오랜 연구생활에서 어려운 상황을 해결해 온 방법을 한 마디로 요약하면 다음과 같습니다.

‘빨리 가려면 혼자 가고, 멀리 가려면 함께 가라.’


9. 로봇 연구자들과 업계는 코로나19 팬데믹 사태가 로봇 연구와 개발에 커다란 기회가 될 수 있을 것으로 보고 있습니다. 교수님께서 생각하시는 재난대응 및 탐사 로봇의 국내 상황과 국외 상황을 구체적으로 비교해 주신다면 어떤 실정인가요?

사람이 하기 힘들고, 사람이 하기 어렵고, 사람이 할 수 없는 일들을 해결하기 위한 방법은 계속해서 연구가 되어 왔습니다. 특히, 환경오염과 인구증가 등으로 인한 지구 전체에서 다양한 재난 및 재해가 지속적으로 발생하고 있고 이러한 재난재해에 의한 복합적 재난 환경에서 인간을 대신할 수 있는 수단은 과연 무엇인지 쉽게 로봇의 필요성을 생각할 수 있을 것이라 봅니다. 특히, 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 정보통신기술(ICT)의 발전과 함께 다양한 로봇기술(RT)을 활용하고자 하는 노력이 모든 국가에서 전략적으로 추진되고 있기에 국내에서도 국내 환경에 기반한 전략적 산업 활성화가 그 어느 때보다 필요하다고 생각합니다. COVID-19 상황에서 보듯이 자국민의 안전을 국가가 먼저 준비하고 생각하지 않는다면 그러한 국가는 국민들로부터 외면 받을 수 밖에 없을 것이라 봅니다.





10. 이런 연구에 힘입어 앞으로 연구 계획 중인 연구나 또 다른 목표가 있으신지 궁금합니다.

부족한 역량이지만 오랫동안 경험한 필드 환경 내 로봇 기술을 바탕으로 앞으로는 작은 부분에서라도 최종적인 상용화 제품개발을 완성하고자 합니다. 현재 대학 내 가능한 범위 내에서 벤처기업을 설립하고자 진행 중이기에 오랫동안 경험하고 보유한 필드 로봇 분야 내 핵심기술 부분에 대한 상용화 제품을 출시하여 시장에서 인정받을 수 있도록 노력해 보겠습니다.

또한 어려운 연구 환경 속에서도 묵묵히 생활하고 연구하는 학생들에게 더 큰 꿈과 희망을 가질 수 있도록 조금은 더 앞서 노력하고 앞에서 끌어주는 스승이자 선배가 될 수 있도록 생활하는 것이 마지막 목표이기도 합니다.





11. 앞으로 관련 분야를 공부하는 후학(대학원생들)에게 이 분야의 연구에 대한 비전을 제시해 주신다면.

로봇 분야에 관심을 가지는 모든 후배님들이라면 일단 다양한 공학 분야에서도 가장 첨단 기기라고 할 수 있는 분야를 선택하신 것이라 생각됩니다. 단순한 기계 또는 전자 분야를 뛰어넘어서 언제부터는 메카트로닉스라는 명칭이 더 일반적인 상황에서 로봇 분야는 단순한 한 가지 공학 분야로서는 최종 결과물을 완성하기는 어려운 상황이기에 로봇이라는 최종 플랫폼을 기반으로 각자 자신이 이러한 플랫폼 내에서 후배님들 자신이 가장 잘 할 수 있는 기술 분야 중심으로 자신의 연구 분야를 생각하면 좋은 비전이 되지 않을까 합니다.

실제 로봇 개발 현장에서 오랜 경험으로 보면 가장 단순하고 필요성을 크게 느끼지 못하던 부분이 실제적으로 개발 업무가 진행되면서 너무 중요한 것임을 알게 되는 경우가 많았기에 단순한 분야라고 무시하기보다는 자신이 관심 있고 잘하는 분야가 있다면 그것을 최우선적 목표로서 노력하는 것이 최선이라고 생각합니다.