IT와 접목해 모바일로 장비 제어
작업패턴 축적·인지기술 융합하면
기계가 알아서 작업도 미래에 가능

최근 사물인터넷(IoT)과 정보통신기술(ICT)에 각계의 이목이 집중됨에 따라 건설기계도 지능화에 대한 연구·개발이 활발하게 이루어지고 있다.

◇볼보 케어트랙

국내 건설기계 시장이 급성장함에 따라, 건설기술 혁신사업이 국토교통부 주관 국책과제로 선정돼 그 일환으로 2006년도부터 2011년도까지 각 건설기계 제조업체에서 지능형 건설기계 개발이 진행됐다.

2012년부터 수출감소와 내수 둔화로 인해 국내 건설기계 시장이 침체되고 있지만, 현재까지도 국내외에서 지능형 건설기계를 구현하기 위한 다양한 기술들이 개발 중에 있고, 시범단계를 거쳐 여러 현장에서 활용되고 있다.

◇연료비용 절감 ‘하이브리드 건설기계’
하이브리드(Hybrid) 굴삭기는 굴삭기가 작업 중 동체를 회전하면서 손실되는 에너지를 전지에 축적해 두었다가 모터를 움직이는데 사용한다. 이 기술로 일본 건설기계업체인 코마츠(Komatsu)사는 연비를 최대 41% 향상했다고 밝힌 바 있다.

2014년까지만 해도 높은 유가로 인해 연비 절감에 대한 요구가 많았고, 이로 인해 하이브리드 건설기계가 연구 및 출시됐다. 그러나 최근 저유가 현상으로 인해 수요가 미진한 실정이다.

◇건설기계의 내비게이션 ‘머신가이던스 시스템’
머신가이던스(MG)는 운전자에게 작업종류, 상황, 목표수치, 지면과의 거리 등 작업에 필요한 정보를 시각정보로 표시해주는 시스템이다. 가이던스 장비는 계측시간이 많이 소요되는 정밀 작업현장에 주로 사용되며, 작업시간을 최소 30%에서 최대 60%까지 줄일 수 있다.

최근 국내에서 도심 재건축이나 소규모 재건축 공사가 주로 발주되고 있다. 현재 소음 등의 이유로 공사기간 단축을 요구하는 현장이 증가하고 있어, 가이던스 장비의 수요가 증가할 것으로 보인다.

◇건설기계에 IT를 접목시킨 ‘텔레매틱스 시스템’
텔레매틱스 시스템(TMS)은 건설기계에 단말기를 장착해 작업 중인 굴삭기 위치와 가동 상황, 엔진, 유압계통 등 주요 시스템의 상태를 실시간으로 수집·가공해 스마트폰, 태블릿PC 등과 같은 모바일 기기를 통해 전달하거나 반대로 원거리에서도 모바일 기기를 통해 장비를 제어하는 기술이다.

이 기술을 사용한 대표적인 예로 볼보건설기계의 ‘케어트랙’과 두산인프라코어의 ‘Doosan CONNECT’ 등이 있다. TMS 단말기가 장착된 각 건설기계가 운용되면서 데이터가 축적된다. 축적된 빅 데이터를 활용해 기존제품의 문제점을 발견·개선할 수 있다. 더 나아가 지식과 작업패턴 등의 데이터가 축적됨에 따라 ‘알파고’의 ‘딥러닝 시스템’과 같이, 다양한 상황에서의 통합적 패턴을 찾아 적용하는 등 경험지식과 인지기술을 융합한 반자동 기술로도 한 발 다가서고 있다.

◇한단계 더 나아간 반자동 기계 ‘머신컨트롤’
머신가이던스 시스템이 내비게이션 역할을 한다면, 머신컨트롤 시스템은 건설기계의 반자동화 기술로, 초기 현장조사 및 측량, 확인측량, 재작업 공정 등을 제거하거나 단순화할 수 있고, 평탄화 등 특정 작업에 대해선 작업시간을 최대 60%까지 단축할 수 있다. 이에 따라 업계의 관심이 집중되고 있다.

◇두산 어라운드 뷰 모니터

◇건설현장의 미래
이처럼 건설기계가 지능화되면 장비로 인한 인명사고는 더 이상 발생하지 않을 것으로 기대된다.

더 이상 운전자에게 사각지대는 없다. 두산 어라운드 뷰 모니터 등의 기술로 화면을 통해 사이드미러로는 보이지 않던 곳까지 확인할 수 있다. 지진피해 복구 현장 등 위험한 건설현장에선 더 이상 건설기계에 사람이 타고 있지 않는다. TMS로 장비를 원격조작해 작업을 진행한다.

건설기계는 현재 최종 목표인 집단 무인화를 향해 기술력을 높이고 있다. ‘드론’을 활용해 지형을 스캔하고 ‘딥 러닝’을 통해 입력된 정보에 따라 기계가 알아서 작업을 한다. 인터넷엔 이미 무인화 된 건설기계를 다룬 각 업체의 ‘콘셉트 동영상’까지 나왔다. 아직까진 먼 미래지만 향후 건설기계의 집단 무인화가 이루어질 것으로 전망되고 있다. /유태원 수습기자