초록 ▼

1. 다부처공동R&D 추진 필요성
□ 사업 추진 배경 및 필요성
ㅇ (사회적 측면) 전체 산업재해 발생현황의 46%를 차지하는 건설 작업의 안전성 확보를 위한 첨단로봇기술 적용 필요성 및 사회적 요구 증대
- 산업안전보건법, 중대재해처벌법 등 정부의 다양한 정책 개선에도 불구, 건설업의 재해자 수는 증가하는 추세임
- 추락사고에 의한 사고사망자는 건설업의 전체 사고사망 사례 중 절반 이상(53.5%)으로, 전체 재해유형 중 가장 많은 비율을 차지함
- 숙련인력의 고령화와 생산연령 인구의 감소로 인한 인력부

1. 다부처공동R&D 추진 필요성
□ 사업 추진 배경 및 필요성
ㅇ (사회적 측면) 전체 산업재해 발생현황의 46%를 차지하는 건설 작업의 안전성 확보를 위한 첨단로봇기술 적용 필요성 및 사회적 요구 증대
- 산업안전보건법, 중대재해처벌법 등 정부의 다양한 정책 개선에도 불구, 건설업의 재해자 수는 증가하는 추세임
- 추락사고에 의한 사고사망자는 건설업의 전체 사고사망 사례 중 절반 이상(53.5%)으로, 전체 재해유형 중 가장 많은 비율을 차지함
- 숙련인력의 고령화와 생산연령 인구의 감소로 인한 인력부족으로 인해 건설업계의 현장에서는 디지털화 및 자동화를 통한 기능 계승에 대한 필요성이 증대되고 있음
ㅇ (정책적 측면) 지속 발생하는 건설현장 안전문제 해결을 위해 ‘제4차 재난 및 안전관리 기술개발 종합계획(2023-2027)’ 로봇, AI 등을 기반으로 진단·설계·시공 등 고도화 및 디지털화를 범부처 주요 정책으로 포함
- 국정과제를 통해 로봇기술개발을 통한 디지털 전환으로 국민안전을 위한 산업재해 예방 강화, 건설산업 혁신, 국가경쟁력 제고 등을 강조(국정과제 24·28·49·75번)
- 국내 건설 분야 재난안전산업 육성 및 안정화를 위해 범정부 협업 필요
ㅇ (기술적 측면) 극한 환경(소음, 진동, 비산먼지, 온도 등) 속 고정밀·고신뢰성이 요구되는 건설 고소작업용 로봇 시스템 개발과 실증을 통해 조선, 항공, 플랜트 등 초고층·비평탄 환경의 타 산업 분야로 확장 가능

□ 다부처공동R&D 추진 타당성
ㅇ 산업부의 3차 지능형로봇 기본계획 및 지능형 로봇 실행계획('22.02) 등 4대 로봇강국 도약을 위한 기술개발 및 서비스로봇·표준공정 보급을 지원 중이나, 특수목적 로봇 기술의 대한 타산업분야 현장 적용을 위한 지원은 다부처/부처협력 사업 외에는 추진하기에는 한계
- 스마트건설 얼라이언스 간담회(‘23.11)를 통해, 삼성물산, 포스코이앤씨, GS건설 등 국내 건설사의 연구개발 참여 및 수요의향을 확보하는 등 사업추진의 필요성과 당위성을 확보
※ 스마트건설 얼라이언스 내 건설 자동화 분과에서는 건설현장 실질적 적용 및 보급 활성화를 위한 최신 기술 공유 및 기술 협력 목표
ㅇ 부처별 건설시공/로봇 관련 품질·안전·확산 관련 기준/인증/표준 등이 구분되어 있어 현장 적용 가능한 R&D추진과 사업화 성공을 위해서는 다부처 협업이 필요
- 복수 부처에 걸친 다양한 법률 및 제도에 대한 종합적 조정 필요
- 스마트 건설기술에 관한 규제·제도 개선방안 제안, 표준 제정 지원 등은 스마트건설 얼라이언스의 주요 사업 내용임
※ 스마트건설 얼라이언스 건설 자동화 분과에서는 건설 로봇 관련 안전 인증제도 개선, 조달청 입찰참가자격사전심사기준 개정 등 확산을 위한 선제적 제도/규제 개선 목표 (2건/년)
ㅇ 국토부의 스마트건설 얼라이언스 등 건설사의 실제적 수요와 생태계에 대한 종합적 분석을 기반으로 산업부의 다양한 로봇 원천기술의 응용개발 추진 등, 참여 부처의 명확한 역할 분담과 동시에 “기술 공급-현장 테스트-최종 수요”로 구성되는 프로세스로 건설산업의 경쟁력 강화와 지능형 로봇의 보급 확대 달성 가능

2. 사업 목표 및 내용
ㅇ 건설현장의 고소작업 3종* 수행을 위한 다목적 표준 로봇 플랫폼 및 Level2 반자율화 수준 원격작업 구현을 위한 확장현실 기반 인간-로봇 커뮤니케이션 기술 개발 *용접, 내화뿜칠, 도장 작업

□ 수요측 요구 조건(기능)
ㅇ 기술수요조사 기반 건설로봇 개발 및 수요기업 요구조건 정의
- (대상 공종) 고소작업 3종(용접, 내화뿜칠, 도장) 대상 로봇 개발
- (개발 방식) 완전 자동화가 어려운 비정형화된 부위까지 시공 가능하도록 하는 원격제어 기술 개발
ㅇ 심층 반구조화 인터뷰를 통한 건설로봇 사용자(작업자) 인식 분석
- (사용자 인식)건설현장 작업자 로봇 인식에 관한 연구진의 선행연구에 따르면, 작업자 안전과 직결된 작업의 로봇 도입에 대해서는 대체로 공감

□ 기술 개발 컨셉 및 방향
ㅇ (표준화 건설 로봇 플랫폼) 수요작업에 따른 최적화가 가능한 표준화 건설 로봇 플랫폼 개발
- 기존 건설 로봇 플랫폼과의 차별성: 기존 특정 환경/단일 작업을 위한 로봇 플랫폼 설계가 아닌 여러 가지 건설 작업에 따라 최적화하여 활용할 수 있는 다목적·가변형·모듈형 건설 로봇 플랫폼
ㅇ (건설로봇 원격제어 기술) 건설작업에서의 Level2* 반자율화 수준 원격작업 구현
※ Level 2(부분 자동화): 작업자가 작업위치 설정에만 개입, 로봇이 자율작업 수행
- 완전 자동화가 어려운 비정형화된 부위(코너 부위, 빔-거더연결부위, 빔 스피트너설치 부위 등)원격제어를 통해 유연성 확보
- XR을 통한 시각/촉각/청각적 피드백을 통해 로봇의 인식 결과, 의사 결정, 작업 프로세스 등을 시각화하는 몰입형 양방향 커뮤니케이션
- 기존 건설 로봇 작업 기술과의 차별성: 기존 건설 로봇은 프로그래밍된 경로를 재현하는 수준으로, 비정형화된 부위에 대한 대응 능력이 부족하며, 상용 건설기계의 단순 주행/조작보다 높은 수준의 고정밀/반자율화 작업을 위한 건설로봇 제어/작업지능 개발을 목표로 함
ㅇ (공종 특성화) 각 공종에 최적화된 시스템 통합 및 실증
- 각 공종별로작업 특성(작업 환경조건, 자동화 요구사항, 작업 정밀도/속도, 후속작업, 품질검사항목 등)이 다양함
- 공종별 요구조건을 파악하고 각 공종에 최적화된 시스템 통합이 필수적임
ㅇ (테스트베드 구축 및 실증) 개발 로봇의 환경별/공종별 실증을 위한 실환경을 1:1스케일로 모사한 스마트 사이트(테스트베드) 구축
- 건설사가 임대 가능한 건설로봇 테스트베드를 제공함으로써 개발 단계의 건설로봇 현장 테스트 시 오시공, 품질저하 및 안전사고 등 재산상/사회적 리스크 완화
- 테스트베드 활용 기술 실증 및 시험인증 체계 구축을 통해 국내 기업의 기술애로 및 인증규제 대응 지원
- 기존 (제조)로봇 테스트베드와의 차별성: 건축면적 1000m²/작업높이 최대 20m의 대공간, 비정형/비포장 노면 구현, 건설현장에 맞도록 성능평가 장비/시스템 설치 및 운영 방식, 데이터 표준 등 최적화하여 데이터 수집 및 관리시스템 개발
ㅇ (다중 로봇 시스템) 여러 대의 로봇의 동시/통합적 운용을 통해 여러곳에 분산되어 있는 고소작업을 효율적으로 수행
- 기존 다중 로봇 관제 시스템과의 차별성: 기존 방식은 설계단계 As-planned BIM기반으로 실제 시공 정보 반영 제한, 제조업 생산라인, 실외 토공현장보다 상대적으로 비정형화되고 복잡도가 높은(실내)건축현장 대상

□ 사업 성과목표 및 평가방법

3. 사업 추진방법
□ (추진체계) 본 사업 참여부처는 국토교통부를 주관으로, 산업통상자원부 협조

□ (통합관리형 관리체계) 총괄형 또는 사업단 형태를 통해 다부처 과제들 및 도출된 결과물을 통합적으로 관리

□ (부처 협력체계) 주관부처, 협조부처 관련 인사들이 참여하는 부처협의체 구성

□ (연계방안) 부처간 협력이 필요한 대표 연구분야를 지정하여 중점 지원할 수 있도록 부처간 연계방안(안) 마련
- 연구 주체별 협력체계 강화를 위해 연구위원회 구성 및 분기별 협의를 통한 협력 추진 및 성과 검토

4. 성과 활용방안 및 기대효과
□ 실용화 및 사업화 방안
ㅇ (성과활용 계획) 스마트건설 얼라이언스 등 민간 수요기업과 연계하여 고소작업용 건설로봇 연구 성과 사업화 생태계 구축, 수요맞춤형 기술 이전, 시범사업 및 실증을 통한 현장보급 활성화 추진
ㅇ (표준화) XR기반 고소 작업용 모듈형 건설 로봇 기술 연구 성과 및 현장 도입 데이터를 기반으로 건설 로봇의 공통된 기준을 정의하고, 수요처별 요구사항을 고려한 상호 운용성을 보장하여 건설 산업 전반에서의 협력을 촉진
ㅇ (기타) 주요 성과물과 기술수요처별 요구사항(현장환경, 운용장비, 표준시방서, 등)에 부합하는 BM 개발하고 산업부·국토부·중기부 보급사업/R&BD 연계 후속 사업화 추진

□ 기대효과

(출처 : 요약본 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 본 ... 5
• 목차 ... 17
• 그림목차 ... 18
• 표목차 ... 21
• 제1장 다부처공동R&D 추진 필요성 ... 23
• 제1절 사업 추진배경 및 필요성 ... 23
• 제2절 국내외 관련 정책‧기술‧산업‧사업 동향 ... 35
• 제3절 다부처공동R&D 추진 타당성 ... 84
• 제2장 사업목표 및 내용 ... 92
• 제1절 사업목표 ... 92
• 제2절 성과목표 및 지표(공통/개별) ... 118
• 제3절 사업내용 ... 123
• 제3장 사업 추진방법 ... 167
• 제1절 사업 추진전략 ... 167
• 제2절 사업 추진체계 ... 171
• 제3절 사업 기간 및 소요예산 ... 182
• 제4장 성과 활용방안 및 기대효과 ... 184
• 제1절 사업 성과 활용 방안 ... 184
• 제2절 기대효과 ... 187
• 끝페이지 ... 220