건설 산업에서 일을 하다보니 전통적으로 노동 집약적인 산업이라 많이 느낍니다. 하지만 시대가 변화함에 따라 젊은 사람들이 선호하지 않는 업종이라는 것을 일을 하며 계속해서 체감하고 있는데요. 이렇게 점차 인력이 부족한 문제들을 최근에는 건설 기계의 자동화와 로봇 기술의 발전을 통해 해결할 수 있을 것이라 바라보는 시선이 많아졌습니다. 이번 글에서는 종사자의 입장에서 건설 기계의 자동화와 로봇 기술 도입의 사례와 미래 전망, 장단점, 현황에 대해 자세하게 살펴보고자 합니다.
1. 건설 기계의 자동화 및 로봇 기술 도입 사례
1.1 자동화된 굴착기 및 자율 운전 기술
굴착기는 건설 현장에서 필수적인 장비 중 하나입니다. 최근에는 자율 주행 기술이 적용된 굴착기가 등장했는데요. 이러한 굴착기 덕분에 인력을 최소화하면서 작업의 정확도를 크게 높일 수 있었습니다. 캐터필러의 경우 자율 운전이 가능한 굴착기를 개발했고, GPS 및 다양한 센서를 통해 복잡한 지형에서도 정밀한 작업을 수행할 수 있도록 했습니다. 이는 토목 공사나 대형 건설 프로젝트에서 특히 유용하며 작업의 효율성을 크게 향상시키는 장점을 가지고 있습니다.
1.2 로봇을 이용한 벽돌 쌓기와 조적 기술
로봇 기술이 벽돌 쌓기 같은 단순 반복 작업에서도 큰 변화를 가져오고 있는데요. 한 대표적인 사례로는 호주에서 개발된 하드리언 X (Hadrian X)가 있습니다. 이 로봇은 하루에 약 1,000개의 벽돌을 쌓을 수 있어 기존 인력에 비해 매우 빠르고 정확한 작업이 가능합니다. 이 기술은 대규모 건축 프로젝트에서 특히 유리하기 때문에 인력 부족 문제를 해결하는데 큰 도움을 줄 수 있습니다.
1.3 3D 프린팅 건설 기술
3D 프린팅 기술은 건축 분야에서 혁신적인 발전을 이루고 있습니다. 이 기술을 사용하여 콘크리트 구조물을 빠르고 정확하게 만들 수 있으며 이를 통해 건축 비용과 시간을 대폭 절감할 수 있는데요. 두바이에서는 3D 프린팅을 이용해 사무실 건물을 짓기도 하며 중국의 윈선이라는 회사는 3D 프린팅 기술로 하루에 여러 채의 주택을 건설하는데 성공했습니다.
1.4 드론을 이용한 현장 모니터링 및 측량
드론 기술은 현장 모니터링과 측량 작업에서 큰 변화를 가져오고 있는데요. 드론은 고해상도 카메라와 LiDAR (Light Detection and Ranging) 기술을 이용해 건설 현장의 데이터를 실시간으로 수집할 수 있습니다. 이를 통해 현장의 진행 상황을 빠르게 파악하고 문제 발생 시 즉각적인 대처가 가능합니다. 특히 조경 작업에서는 지형 분석이나 시각적 자료 수집에 드론이 매우 유용합니다.
2. 건설 기계의 자동화와 로봇 기술의 장단점
2.1 장점
로봇과 자동화 기계의 도입으로 사람이 하기 힘든 단순 반복 작업을 신속하고 정확하게 수행하여 생산성을 크게 향상시키는 장점이 있습니다. 위험한 환경에서는 로봇이 사람 대신 작업을 수행함으로써 사고의 위험을 줄일 수 있는데요. 예를 들어 고층 건물 외벽 작업이나 깊은 지하 작업이 그에 해당하며 이럴 경우 로봇이 큰 역할을 할 수 있습니다. 실제로 높은 곳에서 위험한 작업을 할 때 자동화 기계를 사용하는 것을 본적이 있는데요. 사람이 하지 않아도 되니 다행이라는 생각이 들더라고요. 언제나 작업을 하면 안전을 중시하지만 불미스러운 일이 발생할 수 있는 가능성은 많기 때문입니다. 또한 센서와 GPS 등의 기술을 활용하여 정확하고 정밀한 작업을 수행할 수 있으며 특히 조경이나 정밀한 구조물 건설에서 매우 유용합니다.
2.2 단점
가장 큰 단점으로는 비용입니다. 건설 기계의 자동화와 로봇 기술을 도입하는데는 높은 초기 비용이 발생하기 때문에 소규모 건설 회사나 조경 업체에게는 큰 부담이 될 수 있습니다. 자동화 기술을 사용하기 위해서는 일정한 기술적 이해도 필요한데요. 따라서 기술 격차를 줄이기 위해 기존 인력에 대한 재교육을 진행해야 하며 기술 습득에 어느정도 시간이 소요될 수 있습니다. 아무래도 규모가 큰 공사보다 작은 공사를 진행하는 업체들은 지원이 있지 않는 이상은 기술을 도입하기에 위험 부담이 있다고 생각해요.
3. 건설 기계의 자동화 및 로봇 기술 도입 현황
미국, 일본, 독일 등 주요 선진국에서는 이미 건설 기계의 자동화와 로봇 기술을 적극 도입하고 있습니다. 인구 고령화 문제로 인력 부족 문제를 해결해야 하는 일본과 한국의 현황에 대해 자세하게 살펴보고자 합니다.
3.1 일본
먼저 일본의 주요 건설 회사들은 자율 운전 기술을 건설 현장에 적용하고 있습니다. 대표적인 회사로는 코마츠가 있는데요. 코마츠는 자율 주행 덤프트럭 (Autonomous Haulage System)을 개발하여 대규모 건설 현장에서 활용하고 있습니다. 여러 센서를 사용해 장애물을 피하고 경로를 스스로 설정할 수 있어 작업의 효율성을 크게 높입니다. 히타치 건설기계는 자율 주행 및 굴착기 및 로더를 개발하여 이를 실제 현장에서 테스트하는 단계입니다.
일본은 로봇 공학에서도 두각을 나타내고 있는데요. 시미즈 건설은 건설 현장에서 콘크리트 타설과 철근 조립을 자동으로 처리하는 로봇 시스템을 개발하였습니다. 이러한 로봇은 인력 부족 문제를 해결하는데 중요한 역할을 합니다. 또한 다이세이 건설은 고층 건물의 외벽 작업에 특화된 로봇을 개발하여 인간이 하기 어려운 고위험 작업을 안전하게 수행할 수 있도록 하고 있습니다.
더불어 일본은 드론을 이용하여 건설 현장을 관리합니다. 카지마 건설은 드론을 이용해 현장의 측량 작업을 자동화하고 있으며 건축 진행 상황을 실시간으로 모니터링하는데 활용합니다. 이를 통해 현장의 진행 상황을 보다 신속하게 파악할 수 있으며 문제가 발생했을 때 빠르게 대처할 수 있습니다.
3.2 한국
한국의 대형 건설사들은 자율 주행 건설 기계 도입을 서서히 확대하고 있습니다. 현대건설은 자율 주행 덤프트럭을 현장에 도입해 운반 작업의 효율을 높이고 공정의 신속한 진행에 기여합니다. 로봇 기술의 도입에도 적극적인 태도를 취하고 있는데요. 삼성물산은 콘크리트 타설 작업에 로봇을 도입해 노동력 의존도를 낮추고 작업의 안전성을 높였습니다. 대우건설도 고위험 작업에서 사용되는 로봇을 개발 중이며 콘크리트 벽체 작업과 철근 조립 작업을 자동화하는 기술을 도입하고 있습니다.
3D 프린팅 기술 역시 한국에서 진행하고 있는 다양한 건축 프로젝트에 도입되고 있습니다. 한화건설은 건축용 3D 프린터를 사용해 콘크리트 구조물을 만드는 프로젝트를 진행하고 있으며 이는 기존 건축 방식에 비해 비용 절감과 공사 기간 단축을 가능하게 합니다. 3D 프린팅 기술은 특히 복잡한 구조물 제작이나 맞춤형 설계가 필요한 경우 매우 유용합니다.
한국 정부는 건설 기계의 자동화 및 로봇 기술 발전을 통한 디지털화를 적극적으로 지원하고 있습니다. 국토교통부는 얼마 전 스마트 건설 기술 로드맵이라는 것을 발표했는데요. 바로 2030년까지 건설 기계의 자동화를 높이고 인공지능 및 로봇 공항을 건설 산업에 도입한다는 계획입니다. 이를 통해 현장의 노동력을 효율적으로 배치하고 안전성을 높이며 공사 속도 단축을 목표로 삼는다고 합니다.
개인적으로 이러한 한국 정부의 지원 계획이 긍정적으로 느껴졌습니다. 정부 차원에서 관심을 갖고 투자를 지원할 계획이 있다면 10년내에 대규모 프로젝트뿐만 아니라 중소형 프로젝트에서도 자동화 기술이 일반화될 가능성이 높기 때문입니다. 10년 사이에 더 많은 기술이 발전될 수 있으며 기술의 발전은 무궁무진한 만큼 예측하는 것보다 발전 속도가 매우 빠른 건설 현장을 경험할 수 있을 것이라 생각합니다.
4. 건설 기계의 자동화 및 로봇 기술 미래 전망
4.1 자율 건설 현장의 도래
현재도 자율 주행 차량, 로봇 기술, 3D 프린팅 기술이 결합되어 건설 현장이 자동화된 공간으로 탈바꿈하고 있는데요. 미래에는 이러한 다양한 기술들이 통합되어 사람의 개입이 최소화된 스마트 건설 현장이 등장할 것입니다. 스마트 건설 현장은 작업 속도와 효율성을 극대화하고, 인력 부족 문제를 해결하는데 큰 도움이 될 것입니다.
4.2 인공지능과 기계 학습의 도입
인공지능과 기계 학습 기술은 건설 기계의 자동화를 대표하는 핵심 기술로 자리잡을 것입니다. AI는 현장의 데이터를 실시간으로 분석해 작업 계획을 최적화하고, 기계 학습 알고리즘은 작업 패턴을 학습해 시간이 지날수록 더 효율적으로 작업을 수행할 수 있습니다. 이는 특히 복잡한 구조물이나 위험한 작업 환경에서 큰 장점을 발휘할 수 있을 것입니다.
5. 건설 기계의 자동화 및 로봇 기술 도입에 대한 느낀점
조경 및 건설업에 종사하는 사람으로서 건설 기계의 자동화와 로봇 기술 도입은 긍정적이라고 생각합니다. 다양한 규모의 프로젝트에서 안전성이 보장될 것이며 날씨나 환경에 영향을 받는 정도가 줄어들어 작업 속도도 크게 개선될 전망입니다. 무엇보다 지형도 세밀하게 분석할 수 있어 결과물의 완성도가 높아질 수 있기에 설계와 디자인이 다양해질 수 있습니다.
하지만 우려되는 점도 분명히 있는데요. 건설 기계의 자동화와 로봇 기술과 관련한 지원 정책과 교육 제도가 체계적으로 구현되어야 할 것입니다. 그렇지 않으면 대기업만 관련된 기술을 도입해 산업 전체가 발전하지 못하기 때문입니다. 더불어 스마트 건설 현장에서 재해나 사고가 일어났을 경우를 대비한 법령이 준비되어야 할 것이며, 사고가 일어났을 때의 대처 방안과 예방 조치, 후속 조치 등에 대한 매뉴얼이 어느정도 있어야할 것입니다. 보통의 현장에서도 사고가 발생하면 이러한 조치를 취하는데요. 기계로 인한 사고가 발생할 경우 서로의 잘잘못을 가리기 어려운 만큼 서로에게 미루거나 회피하려고 하는 상황이 분명이 생길 수 있기에 어느 누구의 손해를 막기 위해서라도 체계적이고 확실한 방책이 마련된다면 건설업은 더 빠르게 성장해 나갈 것이라 생각합니다.
이번 글에서는 건설 기계의 자동화와 로봇 기술의 현황에 대해 살펴보았습니다. 궁극적으로 저는 언제나 조경과 건설업의 무궁무진한 발전을 추구하고 바라는 만큼 이러한 기술이 거름이 되어 더 빠르게 발전하고, 사람들로부터 많은 관심을 갖길 바랍니다. 단지 노동을 많이 할 것이라는 이미지보다는 기술의 발전으로 다양한 결과물을 만들어낼 수 있는 업종이라는 인식이 널리 확산되었으면 합니다.