[기계연] AI 이용 안전한 SOC 시설 구축한다 ㅣ 비대면 원격 검체 채취 로봇 개발
기계연, AI(인공지능) 기술로 더 안전한 SOC 만든다
AI와 IoT 센서 이용 시설물 재난 안전 관리시스템 개발 착수
AI 기반 기계시스템 예측 진단과 사고대응까지
과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)이 안전한 SOC(Social Overhead Capital·사회간접자본) 조성을 위한 AI(인공지능) 기술 개발에 착수한다.
기계연 기계시스템안전연구본부는 AI 기술을 이용해 공사 현장의 건축물이나 노후 시설물, 발전 플랜트 등 SOC의 위험요소를 사전에 파악하고 관리하는 기술 개발에 나선다.
AI와 IoT를 센서를 이용한 시설물 재난안전 관리 시스템 개념도
인공지능기계연구실 한형석 책임연구원은 ㈜텔코코리아이에스, (재)한국지진안전기술원과 함께 ‘AI와 IoT 센서를 이용한 시설물 재난안전 관리시스템 개발’에 착수한다. 목표는 시설물의 안전에 영향을 미치는 바람과 온도, 지진 등의 복합적인 정보를 계측하고 저장, 분석하는 것이다. 이를 활용하여 시설물의 안전 상태를 모니터링하고 위험도를 예측하는 시스템을 만든다.
핵심 기술은 시설물 위험도를 분석하고 평가, 예측하는 AI 기술이다. AI 기술을 활용해 축적된 IoT 센서 데이터를 기반으로 미래 시점의 위험도를 예측하는 방식으로 향후 예측된 위험도에 따라 대비책을 제시하는 AI 기술도 개발할 예정이다.
이를 위해 ICT, IoT 센서 및 빅데이터 기술을 적용한 시설물 재난안전 관리시스템 전주기 디지털화를 추진한다. 기존 복합 IoT 센서 모듈에 에지컴퓨팅 기술을 부가하고 시설물의 기울기부터 지진, 가속도, 기온까지 다양한 측정 정보를 유무선 통신으로 관리서버와 클라우드에 송신하는 방식이다. 데이터는 중앙 관리 시스템에서 위험 예측을 위한 실시간 분석, 평가에 활용되며 필요 시 관계자에게 위험 신호가 자동으로 통보된다.
이와 함께 시스템다이나믹스연구실 문석준 박사 연구팀은 발전, 선박, 해양 등 다양한 플랜트 설비에 적용할 수 있는 인공지능 기반 기계시스템 예측진단 및 사고대응 기술을 개발한다.
플랜트 내부의 고온/고압 펌프 같은 핵심 기계 시스템의 상태를 예측해 기기 고장에 의한 사고와 경제적 손실을 예방하고 사고 발생 시에는 효과적으로 대응할 수 있도록 하여 복구 시간도 최소화할 수 있는 기술이다.
기계시스템 사고 대응 연구는 플랜트의 핵심 시설인 배관 파손 등 대형사고가 발생했을 때 즉각 감지하고 위치를 판단해 대응할 수 있는 ‘스마트 밸브(smart valve)’ 개발이 관건이다. 이와 함께 제어기 고장 등의 극한 상황에서도 사고에 안전하게 대응하기 위해 스마트 밸브를 다중으로 제어하는 기술도 개발할 예정이다.
기계연 한형석 책임연구원은 “기계연이 보유하고 있는 AI 기술과 대형 SOC의 안전 관리 기술이 결합되면 시설물의 위험을 사전에 판단하고 대비하여 안전한 환경을 만드는 데 큰 도움이 될 것”이라며 “AI, IoT 및 빅데이터 기술로 시설물의 안전도를 정량화하고 실시간으로 관리하여 국민의 안전에 큰 역할을 할 수 있도록 연구에 최선을 다하겠다”고 말했다. 채취할 수 있는 로봇 기술을 개발했다.
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기계연, 비대면 원격 검체 채취 로봇 개발
코로나 19 바이러스 등 감염 고위험 환경에서 활용 기대
기계연·프로텍 반도체 생산성 극대화로 세계 시장 선도 -
과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)이 의사와 환자의 직접 접촉 없이도 진료에 필요한 검사 대상물을 원격으로 채취할 수 있는 로봇 기술을 개발했다.
원격 검체 채취 로봇 작동 예시
기계연 대구융합기술연구센터 의료기계연구실 서준호 박사 연구팀은 동국대학교 의과대학 김남희 교수 연구팀과 함께 의사가 비대면 원격으로 의심 환자의 상기도에서 검체를 채취할 수 있는 로봇 시스템을 개발했다.
로봇 시스템은 의료진이 조작하는 ‘마스터 장치’, 환자와 접촉하는 ‘슬레이브 로봇’으로 이뤄진다. 슬레이브 로봇에 환자의 코와 입에서 검체를 채취할 수 있는 일회용 스왑(swab)을 장착하고 마스터 장치를 움직이면 슬레이브 로봇이 이를 따라 움직인다
원격 검체 채취 로봇 작동 예시
연구진은 비대면 검체 채취를 위해 병렬로봇의 원격제어기술을 적용했다. 슬레이브 로봇에 장착된 검체 채취용 스왑은 마스터 장치의 움직임대로 상하좌우로 이동하거나 회전하며 원하는 부위에 삽입돼 검사 대상물을 채취한다. 또 서로 떨어진 환자와 검사자 간 음성과 영상으로 통신할 수 있는 기능도 탑재됐다.
의료진은 환자의 콧구멍과 입, 스왑의 위치를 카메라 영상으로 확인하면서 로봇을 직접 작동할 수 있다. 또한, 스왑이 삽입될 때 발생하는 힘을 검사자가 원격에서도 모니터링 할 수 있어 검체 채취의 정확도와 안전성을 높일 수 있다.
이 시스템을 이용하면 코로나 19 바이러스와 같이 전염성이 강한 고위험 바이러스의 검체를 비대면으로 채취할 수 있어 의료진의 감염 위험을 크게 줄일 수 있다. 환자 얼굴 크기 정도의 소형, 저가의 로봇으로 만들 수 있어 다양한 의료현장에서 쉽게 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
원격 검체 채취 로봇 (슬레이브 부분)
기계연 서준호 박사는 “이 기술을 이용하면 고위험 전염병 의심환자의 검체를 환자와 직접 대면하지 않고 채취할 수 있다”며 “이번 코로나 19 바이러스 확산과 같은 고위험 감염병의 비대면 검체 채취방법 중 하나로 활용되어 보다 안전한 의료 활동 속에 감염병 확산을 저지할 수 있도록 돕고 싶다”고 말했다.
동국대학교 의과대학 김남희 교수는, “의료진의 감염 위험을 최소화 할 수 있을 뿐 아니라 검체 채취 시 보호 장비 착용에 따른 의료진의 불편감도 최소화할 수 있을 것”이라며 “앞으로 감염병 진단에 임상적 활용도가 매우 클 것으로 예상 된다” 고 말했다.
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