지질연의 자율주행 지하 탐사로봇이 경사로 주행테스트를 진행하고 있다.

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자원탐사와 지하 안전 관리 중요성이 높아지는 가운데, 탐사 인력 및 환경에 제한받지 않고 무인 자동화 탐사를 맞춤형 수행할 수 있는 로봇 기술이 개발됐다.

한국지질자원연구원(원장 이평구)은 강웅 자원탐사개발연구센터 박사팀이 새로운 '자율주행 지하 탐사로봇'을 개발했다고 15일 밝혔다.

개발 로봇에 송신 안테나에서 광대역 전자기파 파동을 방사해, 지하 불연속면에서 반사돼 돌아오는 것을 수신하는 지하 레이다 탐사(GPR) 기술을 적용했다.

GPR 기술은 지하 구조나 물성 등을 고해상도 영상화하거나 매핑해, 땅을 파보지 않아도 구조를 확인할 수 있게 한다.

로봇은 또 리얼타임 키네마틱 GPS(RTK GPS: 오차를 ㎝ 단위로 줄일 수 있는 고정밀 GPS)로 외곽 기준점 좌표를 측정하고, 2차원 좌표(그리드 맵)을 생성해 탐사 경로를 계획한다.

계획 경로를 따라 정밀 주행하며, 탐사 데이터를 고정밀 RTK GPS와 동기화해 얻는다. 또 관제소에서 원격 터미널을 통해 로봇 주행을 모니터링할 수 있다.

연구팀은 GPR 시스템을 기반으로 야외에서 지하 매장물 조사를 무인 자동화해 수행하는 지상 자율주행체 기본모델을 개발했다.

자율주행 지하 탐사로봇 주행정확도 측정 테스트 모습과 그 결과

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실외 환경 RTK GPS 기반 실외 테스트 결과, 1만 개 이상 GPS 추적 기준 평균 위치오차 2.5㎝ 내 정확도를 보였다.

또 지난해 다양한 GPR 응용 분야 박람회에서 실내 경로 주행과 GPR 데이터 취득 및 실시간 영상화가 가능한 데모 로봇을 선보였으며, 지질학 최고 권위 학술대회인 세계지질과학총회(IGC 2024)에서도 높은 관심·호평을 받았다.

연구팀은 자율주행 GPR 탐사로봇 상용화를 위한 시제품 개발과 연구소 기업 설립도 준비 중이다.

강웅 박사는 “자율주행 지하 탐사로봇은 탐사 인력 부족 문제를 해결하고, 어려운 환경에서도 효율적으로 작업을 수행해 자원탐사 및 지하 안전 관리 분야 새로운 패러다임을 제시할 것”이라며 “다양한 분야에서 실질적인 도움이 되는 탐사로봇 기술을 지속 발전시켜 나가겠다”고 말했다.

한편 개발 로봇은 한국로봇산업협회 주관 2024 로보월드 어워드를 수상해 전문서비스 로봇, 로봇 시스템 분야 혁신기술로 선정된 바 있다.

김영준 기자 kyj85@etnews.com

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