초록 ▼

핵심기술
○ 작업 현장의 환경 특성과 사용자의 요구사항(Needs) 기반의 건설 로봇 H/W 설계 기술
○ 인간-로봇 협업 원격제어 기반 치핑 로봇 모션 제어 기술

최종목표
○ 기존 인력 의존형 복개 구조물 철근 콘크리트 유지보수 작업의 문제점(기능인력 고령화 및 부족으로 인한 노무 생산성 및 건설품질 저하, 안전사고 증가 등)을 해결하기 위해 작업 현장의 환경 특성과 사용자의 요구사항(Needs) 기반의 로봇 H/W 설계 기술과 작업자의 숙련된 작업 기술과 로봇의 강력한 물리력 및 동작 정밀도가 결합된

핵심기술
○ 작업 현장의 환경 특성과 사용자의 요구사항(Needs) 기반의 건설 로봇 H/W 설계 기술
○ 인간-로봇 협업 원격제어 기반 치핑 로봇 모션 제어 기술

최종목표
○ 기존 인력 의존형 복개 구조물 철근 콘크리트 유지보수 작업의 문제점(기능인력 고령화 및 부족으로 인한 노무 생산성 및 건설품질 저하, 안전사고 증가 등)을 해결하기 위해 작업 현장의 환경 특성과 사용자의 요구사항(Needs) 기반의 로봇 H/W 설계 기술과 작업자의 숙련된 작업 기술과 로봇의 강력한 물리력 및 동작 정밀도가 결합된 인간-로봇 협업 원격제어 기반 치핑 로봇 모션 제어 기술이 포함된 복개 구조물 철근 콘크리트 유지보수용 치핑(chipping) 로봇 시스템 개발 및 제품 사업화 준비를 최종 목표로 함

○ 전체 시스템 통합 이후 성능 평가 및 현장 적용을 통해 제안된 유지보수용 치핑 로봇 시스템의 성능 검증 완료되고, 마케팅 전략 수립 및 사업 모델이 개발이 완료됨(TRL 6단계)

개발내용 및 결과
○ 다목적 필드로봇 기반 치핑 로봇 이동 및 작업 플랫폼 개발 완료
○ 복개구조물 유지보수 자동화를 위한 치핑 공정 전용 작업 툴 개발 완료
○ 치핑 로봇 주요 모듈 1차 시작품 제작 및 성능 평가 완료
○ 치핑로봇 시스템 H/W 통합 및 기계적/전기적 인터페이스 개발 완료
○ 성능 평가/현장 적용을 위한 치핑 로봇 시스템 성능 검토/사업모델 개발 완료
○ 인간-로봇 협업 원격제어 기반 치핑 로봇 모션 제어 알고리즘 개발 완료
○ 치핑 로봇 자동화 공정 설계 및 GUI 기반 작업관리 프로그램 개발 완료
○ 복개 구조물 유지보수용 치핑 로봇의 통합 S/W 플랫폼 개발 완료
○ 원격조종/자율동작 기반 치핑 로봇 통합 모션 제어기 개발 완료
○ 현장 적용을 위한 치핑 로봇의 통합 모션 제어기 보완 완료
○ 치핑 로봇 개발을 위한 작업 환경 특성 분석 및 사용자 요구사항 조사 완료
○ 치핑로봇 자동화 공정 설계를 위한 기존 인력 의존형 유지보수 작업환경 분석 완료
○ 로봇 성능평가를 위한 모의 실험 환경 제작 및 현장 적용을 위한 기반 시설 구축 완료

기술개발 배경
○ 전통적으로 3D업종으로 인식되어온 건설 산업은 최근 젊은 기능 인력의 건설현장 기피현상과 함께 건설 기능 인력의 고령화로 인해 기능 인력 공급 불균형 및 부족 현상이 나타나고 있음(국내 2010년 기준 비숙련공 13만명, 숙련공 29만명의 기능 인력 공급 부족)

○ 복개구조물 유지보수 작업은 작업자가 고소작업을 위한 임시 가설물(비계) 위에서 무겁고 작업 반동이 큰 장비를 인력으로 지지한 채 구조물 천장부 및 벽면의 철근 콘크리트 표면을 치핑(chipping)하는 세부 작업을 포함하며, 특히 이 작업은 근로자의 근골격계 질환의 유발 위험성이 대단히 높으며, 열악한 작업환경 및 근로자의 실수로 인해 대형 사고를 유발할 수 있기에 숙련된 작업자도 작업을 기피함

핵심개발 기술의 의의
○ 대상기술(철근 콘크리트 구조물 유지보수 로봇 기술)의 경쟁/대체 기술로써 현재까지 제품화된 사례는 없으며, 기존 인력 의존형 철근 콘크리트 유지보수 작업의 문제점(기능인력 고령화 및 부족으로 인한 노무 생산성 저하, 임금 상승으로 인한 채산성 악화, 건설품질저하, 안전사고 등)을 극복하기 위한 핵심 기술로써 작업 현장의 환경 특성과 사용자의 요구 사항 기반의 로봇 주요 모듈 설계 및 인간-로봇 협업 원격제어 기반의 건설 로봇 제어기술이 포함됨

○ 구체적으로 뛰어난 작업지능을 가진 인간과 강력한 물리력을 가진 로봇 간 상호협력 기술을 통해 원격지의 사용자의 작업 또는 동작 의지를 로봇이 감지하고, 그 감지된 의지에 따라 로봇이 복잡하고 어려운 작업을 자율적으로 수행하는 인간-로봇 협업 원격제어 기술은 현재 독일, 일본, 미국 등의 몇몇 로봇 선진국에서 최근에 진행되고 있는 신생 연구 분야임

○ 상기 사유로 사업화대상 기술의 모방 가능성은 희박할 것으로 예상됨

적용 분야
○ 복개구조물 철근 콘크리트 유지보수 자동화
○ 터널 내벽 유지보수 자동화
○ 교량 및 교각 유지보수 자동화

(출처 : 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 2015년 특구기술사업화사업 주요 성과 ... 7
• 목차 ... 10
• 제1장 서론 ... 11
• 제1절 사업 개요(사업화 대상기술의 중요성 및 필요성) ... 11
• 제2절 국내·외 관련 기술의 현황(수행과정에서 수집한 해외 기술정보 포함) ... 13
• 제3절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 14
• 제2장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 15
• 제1절 최종 목표 및 평가 방법(정량적 목표항목 포함) ... 15
• 제2절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 17
• 제3절 수행 결과의 보안등급 ... 28
• 제4절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 28
• 제3장 결과 및 사업화 계획 ... 29
• 제1절 기술사업화 최종 결과 ... 29
• 1. 기술사업화 추진 일정 ... 29
• 2. 사업 추진 실적 ... 30
• 3. 기술사업화 결과의 유형 및 무형 성과 전체를 기재 ... 32
• 4. 사업화 실적 및 계획 ... 32
• 제2절 기술사업화 추진 체계 ... 33
• 1. 기술개발 추진 전략 ... 33
• 2. 각 기관별 추진 체계 및 내역 ... 34
• 제3절 시장 현황 및 사업화 전망(당초 시작 시점의 조사와 변화된 것 위주로 기술) ... 35
• 제4절 고용 창출 효과 ... 36
• 제5절 자체보안관리진단표 ... 36
• 참고자료 ... 37
• 끝페이지 ... 93