피지컬 AI로 진화하는 건설로봇, 반복·위험 작업부터 자동화

[산업일보]
건설현장의 자동화가 ‘피지컬 AI’로 발전하고 있다. 이에 반복적이고 위험한 작업을 로봇이 담당하고 사람은 상대적으로 복잡한 작업과 관리·통제를 맡는 인간-로봇 협업 방식이 향후 건설현장의 주요 형태가 될 것이라는 전망이 제기됐다.

김정렬 인하대학교 건축학부 교수는 8일 국회에서 열린 ‘AI건설 국가정책실험 포럼’에서 건설 로봇 개발·운용을 주제로 발표를 진행했다.

김 교수는 “건설현장은 제조업과 달리 비정형성이 높고 작업환경이 계속 변화하기 때문에 AI와 로봇 기술의 적용에는 상대적으로 시간이 더 필요할 것”이라고 전제한 뒤 “장기적으로는 사람과 로봇이 함께 작업하는 현장이 확대될 것”으로 내다봤다.

이 교수는 타 학교 연구진들과 함께 추진 중인 연구 내용을 소개하기도 했다. 해당 연구에서는 다수의 이종 로봇이 건설현장에서 작업하고, 각 로봇의 작업계획과 지시를 내리는 동시에 위치와 작업 상황을 실시간으로 파악하는 것을 하나의 미래 시나리오로 소개됐다.

그는 “모든 건설공정의 로봇화를 한꺼번에 추진하기보다는 대표적인 실내·외 작업부터 자동화해야 한다”며 “실내에서는 바닥 미장 작업, 실외에서는 PHC 파일 두부 정리 작업을 자동화 대상으로 선정해 연구를 진행했다”고 밝혔다.

실내 바닥 미장 로봇은 모르타르 바닥면의 평탄도 등 품질을 확보하면서 사람이 반복적으로 수행하던 미장 작업을 자동화하는 장비다. 로봇 암이 실제 미장 작업을 수행하며, 끝단에는 센서가 결합된 작업 장치를 장착해 바닥면 상태를 감지하면서 작업하도록 개발됐다.

실증 과정에서는 BIM에서 추출한 맵을 활용해 로봇이 자신의 위치를 파악하고 작업 영역을 따라 이동하도록 했다. 작업 과정에서 앞뒤 작업 영역 사이에 생기는 흔적을 감지해 제거하고, 작업이 끝난 영역을 따라 반복적으로 이동하는 방식이다.

김 교수는 “2023년 GS건설과 삼성물산, 2024년 GS건설 현장 등에 적용한 데 이어 올해 6월 삼성물산의 요청으로 반도체 현장에 장비를 투입했으며, 8월부터는 평택 반도체 공장에 지속적으로 투입되고 있다”고 설명했다.

향후 연구 방향은 ‘피지컬 AI’다. 그는 “현재 개발된 장비는 기본적으로 규칙 기반 로봇화에 적응형 AI를 일부 활용하는 형태이며, 연구진은 이를 피지컬 AI 기반으로 고도화할 계획”이라고 밝혔다.

김 교수는 건설업의 AI·로봇 전환 과정에서 기존 인력의 역할 변화도 중요하다고 강조했다. “기존 전문가들이 자신의 업무 경험에 새로운 기술을 접목하면 생산성을 크게 높일 수 있으며, 신규 인력은 AI·로봇 활용 능력과 함께 현장 경험을 갖추는 것이 중요하다”는 것이 그의 분석이다.