건설현장 작업자와 건설로봇의 협업 이해 및 개선방안 Improving the Nexus of Mind, Machine and Motor in Construction Robotics
건설 로봇 공학은 상당히 새로운 분야 연구자들이 여전히 탐구하고 있는 유망 분야다.
샌디에이고 주립대 토목공학과 교수인 레자 아크하비안은 건설 작업자와 로봇 간의 조율 개선 연구로
NSF CERRY의 권위 있는 상을 받았다.
레자 아크하비안 샌디에이고 주립대 토목공학과 교수
그는 2019년 가을부터 샌디에이고 주립대학교에서 건설기술 과정을 가르치고 있으며, 건설 구역에서 인간과 로봇의 상호작용을 연구하고 있다.
아하비안은 올 봄 초기 직업 교수들에게 주어지는 권위 있는 국가 과학 재단 커리어 상을 받았다. 그것은 아직 심층적으로 연구되지 않은 노동자와 로봇 간의 상호작용을 개선함으로써 건설 일자리 현장의 노동자의 안전과 효율성을 향상시키는 방법에 대한 그의 연구와 교육 프로그램을 지원하기 위해 5년에 걸쳐 69만 1천 달러의 자금을 제공했다.
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건설 지역에서 로봇은 어떤 역할을 할 것인가?
건설은 기술에 다소 뒤처지는 전통산업이기 때문에 인간중심 자동화를 통한 건설공정 개선에 관심을 가져왔다. 이 연구에서 협업 로봇은 건설 노동자들에게서 배우고 도움을 주어 노동자들이 덜 힘든 육체적 작업과 더 높은 수준의 계획 및 즉흥 작업에 집중할 수 있도록 한다. 센서 네트워크를 사용하여 로봇은 작업자와 함께 움직임을 조정할 수 있으며, 그 반대의 경우도 마찬가지다. 우리는 로봇들이 안전하고 생산적인 작업에 기여할 수 있도록 이러한 직관을 만들어낸다. 건설 일자리 현장은 많은 불확실성이 수반되는 복잡한 환경이며, 예를 들어 제조업과 같이 구조화되지 않았다. 복잡하고 구조화되지 않은 환경에서 로봇과 함께 실시간 직관적이고 방해받지 않는 적응을 개발하는 것은 매우 중요하다.
어떻게 하면 작업자와 로봇 사이의 신뢰를 실현할 수 있을까?
로봇이 인간으로부터 일자리를 빼앗는다는 속설이 있기 때문에 로봇이 노동자의 일자리를 훔치러 온 것이 아니라 그들을 업스킬하기 위해 이곳에 있다는 이해를 쌓는 것이 매우 중요하다. 나의 연구에서, 로봇은 반복적인 일을 대신하고, 직원들이 창의력과 의사 결정을 적용할 수 있는 여지를 남긴다. 노동자들은 본질적으로 건설 지역에서 로봇을 규제하고 필요에 따라 즉흥적으로 일하는 감독관이 될 것이다. 우리는 또한 신뢰 구축과 교정을 위한 프레임워크를 만들고 싶고, 이 목표를 위해 우리는 실험실 실험, 컴퓨터 시뮬레이션 그리고 나중에 현장 실험을 할 것이다.
이러한 새로운 사고방식에 적응하기 위해 근로자들을 어떻게 훈련시키고 있는가?
건설에 기술을 도입하려면 경영진의 매수, 구식 엔지니어링 워크플로우 조정, 근로자 간의 신뢰 구축이 필요하다. 예를 들어, AI는 "블랙박스"로 인식되며, 특히 전통적인 워크플로우를 사용하는 산업에서는 더욱 그렇다. 안전, 생산성, 고용 보안 개선과 같은 조직의 광범위한 이익이나 AI로 인한 개인의 이익에 대한 투명성은 신뢰를 높일 수 있으며, 이는 다시 확장 가능한 채택으로 이어질 수 있다. AI가 가능한 로봇은 신체 안전 위험을 완화할 수 있지만, 신뢰를 통한 작업자의 심리적 안전의식도 보장돼야 한다. 근로자들은 로봇을 더 높은 수준의 안전한 작업으로 역할을 전환할 수 있는 동료로 보는 것이 중요하다. 지속적인 교육 및 훈련은 이러한 비전을 수립하는 데 중요한 역할을 할 수 있다.
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컴퓨터 시뮬레이션 단계는 어떻게?
컴퓨터 시뮬레이션을 통해 현장에 나가기 전에 작업자, 장비 및 자재가 상호 작용하는 방식 측면에서 건설 작업 현장의 실제 워크플로우를 모방할 수 있다. 이 프로젝트에서는 작업자-로봇 팀워크의 현실적인 기술적 가치를 예측할 수 있는 지각적 공통점을 제공하는 고품질 및 충실도 높은 모델을 개발하는 데 도움이 될 것이다.
학교에서의 교육, 특히 여학생들을 어떻게 도울 것인가?
연구 결과는 내가 가르치는 학부 수업과 대학원 수업에서 모두 활용할 것이다. 그리고 고등학교 교사를 위한 동시 워크숍으로 고등학생과 학부생을 위한 프로젝트 기반의 "학습별" 행사를 마련할 것이다. 저명인사에 특히 초점을 맞추는 것이 제 목표이다. 건설 인력의 9%만이 여성이고 그 중 2.5%만이 이 분야의 종사자이다. 우리는 현장실습이 남자의 일일 뿐이라는 이러한 인식을 바꾸고 여성들이 경력을 쌓을 수 있는 충분한 기회가 산업계에 있다는 것을 보여주고 싶다. 기술은 이 이야기를 바꾸는 한 가지 방법이다. 예를 들어, 로봇에게 무거운 일을 위임함으로써, 우리는 건축에 대한 모든 그룹의 참여를 넓힐 수 있는 절호의 기회를 갖게 된다. 특히 현재 산업 전문가인 전 여학생들과 업계에서 매우 밝은 미래를 가진 현재 학생들이 자랑스럽다.
황기철 콘페이퍼 에디터
Ki Chul Hwang Conpaper editor
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