| 연구개발개요 |
？ “AI 탑재 생체모방 소프트 로봇을 활용한 폐쇄적 관로 이상 탐지, 진단 및 조치 기술 개발” 사업은 밀폐된 환경에서 작업이 진행되는 지하구조물(상수도, 전력, 통신 등)에 아래 기술 도입을 목표로 함.◆ (탐지) 생체모방 주행 소프트 로봇을 활용하는 차세대 방식의 탐지(청각/시각/촉각등 Sensing) 및 데이터 수집 기술과 특정 이상지점에 대한 Geo-Marking 기술 개발로 지하에서 송수신이 가능한 LoRa송수신기 및 UART,ADC, 수치화 알고리즘이 포함된 IoT 무선통신 기반 지속적 이상징후 탐지 기술 개발 *소프트로봇에 대한 핵심기술은 서울대 산학협력단(기계공학과 김호영교수)의 특허를 ㈜모핑아이가 기술이전 받는 것으로 계약. 소프트로봇 기술개발을 위한 공동연구는 서울대 해당 연구실 출신 교수진 보유한 가천대에서 참여◆ (분석/진단) 클라우드 기반의 다양한 형태의 수집 데이터 Data Lake 구축과 머신러닝 기반의 학습을 통하여 이상 징후(누수, 파손, 노후 등)에 대한 분석 기술◆ (예측/처방) 지하구조물에 대하여 비 전문가도 폐쇄관로 관리, 신규 관로 설계에 대한 의사결정을 지원할 수 있는 예측기술 개발 및 처방을 통한 소프트로봇의 응급처방을 지원하는 플랫폼 구현.？ 전통적 토목기술에 사람과 철로봇(기존의 딱딱한 하드 로봇)이 접근하기 힘든 지하시설물(폐쇄적관로)에 ICBM(IoT,클라우드,빅데이터,모바일),소프트로봇(생체모방 자율주행 로봇) 등의 스마트기술을 융합하여 건설장비 자동화, 국산기술 혁신화, 가상건설, 안전 유지관리등 건설산업의 혁신성과 안정성,그린뉴딜 정책등을 극대화하는 글로벌 기술력을 확보하고 국가 국토교통관련 디지털 산업 역량을 극대화 할 수 있는 기술
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| 연구내용 및 범위 |
① 폐쇄적 관로에 투입 가능한 신개념 생체모방 ‘소프트로봇’ 세계 최초 개발 적용 ？ 소프트 로봇 개발관련 세계 선도기술인 서울대학교 김호영 교수 연구팀의 소프트 로봇제작 핵심기술 특허인 ’액추에이터 및 액추에이터를 포함하는 인디케이터‘의 기술 이전을 통해 신개념 배관검사 소프트 로봇 개발의 수월성을 달성？ 세계 최초 폐쇄적 관로 내 “소프트로봇” 적용, 능동적 액션 수행 및 탐지에 활용하는 수집 센서의 다양성 확보◆ Locomotion(구동) : 공간이동(translation), 자세제어, 방향전환◆ Sensing : 시각(Visual Inspection), 청각(Acoustic/Ultrasonic Inspection), 촉각(Touch Sensor: 압각, 미끄럼각, 온도 등)◆ Actuation : 응급처치, 공간 이동 장애물 제거◆ 통신 : 위치 송신, 구동관련 명령 수신, Sending Data 송신◆ 스스로 에너지를 얻는 무한 동력으로 로봇 활동 가능* 본 기술 사업화 과제 적용 특허의 액추에이터 기술은 로봇 투입 환경내 동력을 얻어 동작？ 기존 배관 검사로봇의 한계를 극복 및 금속 로봇 투입이 불가했던 극한 환경에서도 사용 가능 ◆ 기존 배관 검사로봇은 고전적인 금속기반 로봇으로써 무겁고 많은 동력원을 소비하며, 동작과정 중 배관에 물리적인 손상을 일으킬 위험이 있음.◆ 소프트 로봇은 부드러운 재질로 이루어진 로봇으로, 고전 로봇의 구동부와 골격을 부드러운 소재로 통합하고 종합적인 제어를 통해 움직이는 것이 핵심임. ◆ 이를 배관 로봇에 적용할 경우 기존 금속기반 로봇에 비해 가볍고 저전력으로 작동이 가능하기 때문에 기존 금속기반 배관검사 로봇을 사용할 수 없었던 극한 환경에서도 사용이 가능할 것이라 기대됨. ◆ 예컨대, 배관검사 소프트 로봇은 상수도 공급을 차단하지 않은 상태에서 실시간으로 배관 검사를 할 수 있고, 고압가스가 흐르는 배관에서도 금속간의 스파크 발생 위험 없이 배관 검사가 가능할 것으로 전망함. ② 폐쇄 관로 내외부의 다양한 정보를 융합한 이상징후 AI모델 정확도 향상◆ 관로 내부의 진동, 영상 및 촉각 정보, 관로 외부의 다양한 정보를 융합한 빅데이터 플랫폼 및◆ AI 서비스 모델 개발로 이상징후의 정확성 향상 ◆ 주요 수집 및 참조 데이터 : 탐지정보, 탐지지점, 탐지환경, 관로 설계도면, 관로 운영관리, 관로 메타데이터 등③ AI기반 무인 진단 및 처방으로 프로세스에 파격적 혁신 및 의사 결정 지원◆ 지하 구조물 위험 예측 관리 및 신규 설계시 소수 전문가들의 오랜 경험과 시간으로 판단했던 환경을 무인 AI로 진단/처방 할 수 있는 스마트 건설 환경 개발로 프로세스 혁신◆ 지하 구조물 전주기 관리 및 데이터 가시화(Visualization)◆ 폐쇄적 관로 관리 패턴 분석, 누수 등 이상징후 분석, 폐쇄관리 고위험군 도출 등 AI 학습 및 지하 구조물 관리 모델 도출 ④ 탐지를 위한 탐상 환경 사전 조성 불필요 및 소형화와 무선화로 탐지 활동 한계 극복◆ 단수/단전으로 인한 계획수립/절차 등이 생략되어 언제든 탐지 가능하고 비용절감 및 민원 발생 원천 차단 ◆ 수중 드론 등 대형 탐사 장비의 한계 극복 및 비용 절감 효과 기대◆ 전용 안테나 탑재 LoRaWAN 표준 적용 송수신기 IoT센서로 얻은 데이터를 지하 3m 이상 매설된 배관으로부터 지하 내부 각 센서 데이터 무선 통신 연동 구현◆ 각 센서의 종류 (Analog, Digital)와 관계없이 수치화 데이터 전송 (ACD 및 수치화 알고리즘 적용)⑤ Geo Marking IoT 무선 통신 기술로 지속적인 실시간 상황 탐지 가능◆ 이상 탐지 지역에 대한 지속적 정보수집을 위한 Marking 기술 개발 적용* 소프트로봇과 IoT 무선통신 장비 연계⑥ 이상 탐지에서 분석 처방까지 처리하는 Global Top 수준의 ‘올인원(All-in-One) platform’구현⑦ 여러 산업 활용 및 확장성, 세계 최초 기술력 확보로 국토 교통 및 정부 정책 위상 강화 기여 ？ 소프트로봇의 모듈형 설계로 부품 교체를 통한 다양한 산업에 확장 가능◆ 배수관(유수관),가스배관, 전력배관, 대형 플랜트 등 다양한 산업 배관에 적용 가능？ 폐쇄적 관로나 사람이 탐사하기 어려운 다양한 수요처로의 확대 가능한 기술◆ 수자원공사, 환경부, 한전 등 전력 산업, 통신사 통신망, 각종 공장 및 플랜트 시설, 수중 드론 대체 시장？ 신남북방 정책과 연계한 해외 시장 진출 및 확대◆ 인도네시아, 우즈베키스탄 등 한국 선진 기술 해외 수출 강화？ 그린 뉴딜 정책과 연계한 에너지 저감 시장의 세계 최초 선진사례 확보로 관련 시장 확대⑧ 대상 기술 분야의 최고 전문가로 구성된 연구개발기관？ 소금쟁이 모방 로봇, 공기중 수분을 이용하여 무한 이동이 가능한 하이그로봇 등 소프트로봇 관련 세계적인 서울대 김호영 교수 연구진과 협업
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