건설현장 로봇혁명 VIDEO: Robots invade the construction site

로봇, 건설현장 습격 사건 


로봇개·드론·모바일 로봇 등 활용

자율 건자재 운반, 벽돌 쌓기, 벽칠 시공, 현장 관리까지


    로봇 기술이 건설 현장에 침투해 들어오고 있다. 실내 내장재 마감, 벽돌 쌓기 같은 전문화된 건설 작업을 대신하는가 하면, 건자재를 운반하는 자율 트럭, 자율 굴착기, 자율 불도저 등도 사용되고 있다. 건축 점검 관리용 데이터 수집에 4족 로봇 개가 사용되는가 하면, 현장 관리자 헬멧에 부착해 공정 진척률을 알려줄 인공지능(AI) 카메라가 활용되기도 한다. 건축물 상공과 주변을 날아 측량과 검사를 하는 것은 물론, 디지털 트윈을 만들어 관리할 수 있게 도와주는 드론도 건축물 관리에 사용된다.


Form Found Design


 

Robots invade the construction site

A new generation of machines is automating a tech-averse industry.


Theresa Arevalo was in high school when she first tried finishing drywall at her brother’s construction company. “It’s a fine art,” she says of mudding—applying and smoothing drywall. “Like frosting a cake, you have to give the illusion that the wall is flat.”




Fast-forward a few decades: Arevalo now works at Canvas, a company that’s built a robot using artificial intelligence that’s capable of drywalling with almost as much artistry as a skilled human worker.


The robot has been deployed, under Arevalo’s supervision, at several construction sites in recent months, including the new Harvey Milk Terminal at San Francisco International Airport and an office building connected to the Chase Center arena in San Francisco.


About the size of a kitchen stove, the four-wheeled robot navigates an unfinished building carrying laser scanners and a robotic arm fitted to a vertical platform. When placed in a room, the robot scans the unfinished walls using lidar, then gets to work smoothing the surface before applying a near perfect layer of drywall compound; sensors help it steer clear of human workers.


The Canvas robot can help companies do more drywalling in less time. It requires human oversight, but its operator does not need to be an expert drywaller or roboticist.


It has long been impractical to deploy robots at construction sites, because the environment is so varied, complex, and changing. In the past few years, however, advances including low-cost laser sensors, cheaper robotic arms and grippers, and open source software for navigation and computer vision have made it possible to automate and analyze more construction.




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https://arstechnica.com/information-technology/2020/11/robots-invade-the-construction-site


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와이어드닷컴은 이전에는 건설 현장에 잘 사용되지 않았거나 우리가 미처 잘 알지 못하던 건설분야의 다양한 로봇 활용 사례들에 주목했다.


벽칠을 하는 로봇업체 ‘캔버스’, 건자재 운반용 자율형 트럭을 만드는 ‘볼보’, 자율형 굴착기와 불도저를 만드는 ‘빌트 로보틱스’, 자율형 벽돌쌓기 로봇 하드리안을 개발한 ‘패스트 브릭 로보틱스’, 작업 현장을 스캔하는 이동형 로봇 제조업체 ‘독셀’, 건설 현장 점검용으로 사용되는 4족 로봇개 개발업체 ‘보스턴 다이나믹스’, 건축물 관리용 드론 업체 ‘v하이브’, 헬멧에 AI카메라를 달아 건축 공정 오류를 식별토록 해 주는 ‘빌도츠’ 같은 회사들이다.


인간대신 건식벽 칠하는 로봇

캔버스(Canvas)의 공동 창업자 겸 최고경영자(CEO)인 케빈 앨버트는 유명한 로봇회사 보스턴 다이나믹스 출신이다. 그는 연간 약 1조 4000억 달러(약 1531조 원)를 창출하고 미국 국내총생산(GDP)의 약 7%를 차지하는 건설산업에 큰 기회가 있다며 실내 벽면 칠 로봇으로 건축용 로봇 시장에 진출했다.


미국 캔버스사의 로봇은 건축중인 건물 실내에 배치돼 숙련된 사람 노동자 못지 않은 솜씨로 벽면을 매끄럽게 문지른 후 거의 완벽하게 건식 벽칠 작업을 한다. (사진=캔버스)




캔버스사는 실내 건식벽(석고판)에 화합물을 발라주는 과정(drywalling)을 사람보다 더 짧은 시간 내에 처리해 주는 로봇을 개발해 현장에 적용중이다. 숙련된 인간 노동자 못지않은 뛰어난 예술성을 보인다는 평가까지 받는다.


이 바퀴 넷 달린 건식벽칠 로봇은 사람의 운영 하에 작업한다. 사람이 레이저 스캐너와 수직 플랫폼에 장착된 로봇 팔을 싣고 미완성 건물을 돌아다니면서 벽앞에 세워두면 그만이다. 로봇은 라이다를 사용해 미완성 벽을 스캔한 후 거의 완벽하게 표면을 매끄럽게 만든 후 벽재에 화합물을 발라 벽칠을 마감한다.


건식 벽칠 작업은 환경이 다양하고 복잡한 데다 건물마다 작업방식이 다르기 때문에 오랫동안 로봇이 하기 어려운 작업으로 여겨져 왔다. 그러나 최근 몇 년 간 레이저 센서 가격하락, 값싼 로봇 팔과 집게의 등장, 내비게이션과 컴퓨터 비전용 오픈소스 SW 등의 덕분에 이 로봇이 등장했다.


이 로봇은 최근 몇 달 동안 샌프란시스코 국제 공항의 새로운 하비 밀크 터미널(Harvey Milk Terminal)과 샌프란시스코 체이스 센터(Chase Center) 경기장과 연결된 사무실 건물 등 몇몇 건설 현장에서 사용됐다.


볼보, 자율형 전기 화물트럭으로 건자재 운반

전세계 대형 건축자재 현장 주변에서는 볼보가 지난 2017년 발표한 자율형 건축자재 운반 차량인 HX-02를 심심찮게 볼 수 있다.


볼보 HX-02 자율주행 화물트럭. (사진=볼보)




빌트 로보틱스, 건축현장에 자율형 굴착기와 불도저 공급


빌트 로보틱스의 자율형 굴착 로봇. (사진=빌트 로보틱스)


미 샌프란시스코의 건축 로봇 스타트업인 빌트 로보틱스(Built Robotics)는 자율형 굴착기와 불도저를 제작해 공급하고 있다.


패스트 브릭 로보틱스, 벽돌쌓는 로봇 ‘하드리안’


세계 최초의 완전 자율 벽돌쌓기 로봇 ‘하드리안’을 개발한 호주의 패스트 브릭 로보틱스는 미국의 건설 및 광산 장비 제조업체 캐터필러와 손잡았다. (사진=패스트 브릭 로보틱스)




호주의 패스트 브릭 로보틱스(Fast Brick Robotics)는 세계 최초로 완전자율형 벽돌쌓기 로봇을 개발했다. 세계적인 건설 및 광산장비 제조업체 캐터필러와 제휴하고 있으며 업그레이드된 하드리안X도 내놓았다. 하드리안은 로마 황제로서 2세기에 영국 북부까지 영토를 넓혀 현재도 하드리안 월(Hadrian‘s Wall) 유적이 영국에 남아 있으며 유네스코 세계 문화유산으로 등재돼 있다.


독셀 모바일 로봇, 스팟 등 다양한 건축 현장 자동 점검


독셀의 로봇에는 라이다가 탑재돼 건설 프로젝트 현장 추적과 함께 건축과정에서 발생하는 실수를 찾아내도록 돕는다. (사진=독셀)


미국 캘리포니아 주 레드우드 시에 있는 독셀(Doxel)은 소프트웨어가 프로젝트의 진행 상황을 계산할 수 있도록 3개의 작업 현장을 스캔하는 이동형 로봇을 만든다. v하이브(vHive), 프로펠러(Propeller), ABJ 드론, DJI 같은 회사들은 건설 현장 점검용 드론을 공급 중이다.




건설현장에 개가 돌아다닌다

너무도 유명한 4족 보행 로봇인 보스턴 다이나믹스 로봇 ‘스팟’도 건설 현장 점검용으로 도입돼 테스트되고 있다. 우리나라의 GS건설과 롯데건설이 건축현장에 보스턴 다이나믹스의 4족 보행 로봇 ‘스팟’을 도입해 현장 점검에 사용하고 있다.


GS건설이 국내최초로 건설현장에 도입해 활용중인 보스턴 다이나믹스의 4족 보행 로봇 스팟. (사진=GS건설)


이스라엘 빌도츠, 헬멧에 AI 카메라 달고 공정 오류 식별

로이 다논 빌도츠 공동 창업자 겸 CEO는 “공사 현장에서 수집한 데이터를 활용해 기업들이 건물을 설계하고 시공 일정을 더 잘 계획할 수 있도록 돕는 것이 목표”라고 말한다. 이스라엘 텔아비브에 본사를 둔 빌도츠(Buildots)사는 건설현장 관리자의 헬멧에 장착된 카메라를 사용하는 소프트웨어(AI)를 공급한다.


카메라로 현장을 자동 캡처한 후 이미지를 처리해 당초 공사 계획과 현재 진행 중인 작업 간의 불일치를 식별해 낸다. 이 기술은 유럽의 여러 대형 건설 프로젝트에 사용되고 있다.




코로나19 팬데믹에 따른 로봇 활용으로 인력난...건설 현장도 변화


도이체텔레콤이 v하이브 드론으로 시설물 관리를 하는 모습. v하이브 드론은 자율적으로 측량 데이터를 처리해 컴퓨터에 디지털 트윈을 만들고, 분석하고, 대조해 시설물 자산을 관리할 수 있도록 해 준다. (사진=v하이브)


코로나19 팬데믹(세계적 대유행)은 현장 근로자들을 확보하기 더 어렵게 만들고 회사들로 하여금 공급처와 공정을 재평가하도록 만듦으로써 그 전환을 가속화하고 있다.


맥킨지 보고서는 최근 건설업계가 제조업계의 기술과 방법론을 채택하면서 향후 10년간 건설업 전반에 걸쳐 큰 변화를 가져올 것으로 전망했다.


존슨 맥킨지 컨설턴트는 “기술 발전과 함께 점점 더 기술을 잘 아는 인력 덕분에 상황은 이미 변화하기 시작했다”며 “이는 많은 기존 건설업체와 대기업들이 투자를 시작하게 만들고 있다”고 덧붙였다.




알렉스 슈레이어 매사추세츠 앰허스트대 건축 및 건설 기술 프로그램 이사는 “더 로봇과 AI가 재래식 작업 현장에 진출하고 있다”고 말한다. 그는 건설에서 큰 기회 중 하나는 컴퓨터 비전과 다른 감지 기술을 사용하여 작업 현장 주변의 자재와 작업자의 움직임을 추적하고 있다는 점이라고 말했다. 또 “AI를 이용해 무언가를 할 수 있는 잠재력이 매우 크다”며 “더 많은 회사들이 그 AI라는 공간으로 들어올 것”이라고 전망했다.


로봇사용 기업, 노조의 지원 속 노조원들의 우려를 사기도

건설현장으로 들어오는 더 발전된 기계(로봇)들은 건설 자원의 낭비를 줄이는 데 도움을 준다.


맥킨지에 따르면, 지난 몇 십 년 동안 건설의 생산성 향상은 다른 어떤 산업에도 뒤진다. 그만큼 로봇 활용 가능성이 크다고 볼 수 있다. 동시에 그러나 더 많은 자동화의 도래는 건설현장 노동력 수요를 변화시킬 수 있다.


로봇을 사용하는 일부 회사는 또한 지역 노조의 후원을 받고 있지만 이들과 노동자들의 우려가 교차되는 상황이다.


와이어드에 따르면 최신 로봇 활용의 대표 사례로 소개된 캔버스사의 건물 내장 벽칠용 로봇 주무대인 샌프란시스코 건설 현장에서도 이런 복잡한 상황이 나오고 있다.


로버트 윌리엄스 3세 국제 화가 연합 트레이드(International Union of Painters and Allied Trades) 16구 의회 비즈니스 매니저는 성명에서 “능숙한 작업자들이 자신들의 작업도구 키트에 (캔버스사의) 훌륭한 자원을 갖추게 되는 것은 매우 중요하며, 우리는 캔버스사와 파트너십을 맺음으로써 우리 산업에서 기술의 선두에 서게 되어 흥분된다”고 말했다.


그러나 캔버스사 감독관인 아레발로는 “그들은 벽이 너무 일관적이고 벽이 화려하다는 사실을 좋아한다”고 말하면서도 “하지만 그 다음 질문은 ‘언제 내 일자리를 빼앗길까?’였다”고 건설현장 노동자들의 반응을 전했다.


한편 올해 1월 발간된 IDC 보고서는 오는 2023년까지 건설 로봇 수요가 연평균 약 25% 성장할 것으로 전망했다.

이성원  sungwonly09@gmail.com  로봇신문사




Robots invade the construction site

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