검사 및 유지보수 시스템 건설 및 철거로봇-1
IFR은 지난해 서비스로봇의 분류와 함께 각 시장의 현황을 살펴본 자료집을 발표했다. 서비스로봇에 대해 다양한 내용을 담고 있는 이 자료집에서 확실한 시장을 보이고 있는 전문 서비스용 로봇을 발췌 소개하고자 한다. 본 내용에서는 생각보다 많은 산업에서 생각보다 많은 국가와 기업들이 이 같은 특수로봇에 집중하고 있는 모습을 확인할 수 있다.
▶ 검사 및 유지보수 시스템
1. 시설 및 플랜트
건물, 교각, 플랜트 및 역외 설치물 등과 같은 고가의 장비나 인프라의 운전 및 생산성은 반드시 보존되어야 한다. 이러한 분야를 위한 로봇은 일반적으로 모든 종류의 데이터를 정기적으로 수집하고 작동 스위치, 밸브 또는 핸들 등의 간단한 물리적 자동을 수행한다. Sankyo(일본)는 구조물의 손상을 점검하기 위해 하부의 건물, 사무실 및 기타 주거지를 조사할 수 있는 로봇을 도입했으며, 이는 사용 중 장애물을 회피할 수 있는 통합센서를 수용하고 있다. MobilRobots(미국)의 PatrolBot은 위험요소 없이 가열, 환풍 및 공기정화(HVAC)의 효율성을 점검한다. 이는 공기의 질, 방사능 및 연기와 같은 위험요소를 감시하고 건물을 점검하며 응급 상황을 줄일 수 있도록 원격으로 문제가 되는 곳을 점검한다. 역외 설비 또는 화학 플랜트의 원격 및 자동 점검으로 로봇의 폭발방지 설계에 추가적인 요건을 필요로 한다. 그 예로 Fraunhofer IPA가 설계한 플로토타입 조사 로봇인 MINROex 들 수 있다. 이는 마이크로폰, 가스 및 화재센서 및 레이저 스캐너 등과 같은 다양한 어플리케이션 센서뿐만 아니라 비주얼 조사를 위한 카메라를 포함하고 있는 로봇 암이 설비되어 있다. 로봇은 원격 또는 자동모드로 설정될 수 있는데, 자동모드의 경우 산업 플랜트에 대해 안전 운전이 가능하여 특히 사람이 해당 경로에 들어가거나 고정 또는 동적 장애물과 맞닥뜨리는 경우 로봇이 정지하거나 조치를 취하게 된다. 샘플 수집, 밸브 조절, 작은 장애물 청소 및 제어패널작동을 통해 프로세스 시설로 물리적으로 개입할 수 있도록 추가적인 개발이 이루어지고 있다.
2. 탱크, 튜브, 파이프, 하수
탱크, 튜브, 파이프의 점검 및 유지보수는 로봇에 분명히 적합한 임무이다. 일반적으로 파이프 로봇은 유류, 가스 또는 폐수 파이프, 산업 파이프 또는 에어덕트 내부를 움직이기 위한 바퀴 또는 트랙이 설치되어 있다. 파이프 시스템 내부에서, 용접의 문제, 부식이나 침식, 균열, 퇴적물, 느슨한 부분 및 코팅 등과 같은 문제들을 빠르게 감지하는 것 외에도, 특수설비를 필요로 하는 연마 및 밀링을 수행할 수 있다. 하수도 로봇(Sewer)은 일반적으로 사람에게는 어려운 직경 내 지름 200~600mm의 파이프를 청소할 수 있다. 이는 보통 다중분할 플래폼을 기반으로 하여, 굴곡, 십자연결 및 계단 형태에도 사용이 가능하다. 케이블의 마찰로 인해 사용의 범위에 제한을 받지 않고, 자동으로 원격 조정되어 운행한다. RedZone Robotics(미국)의 Responder 플랫폼은 직경 36인치에서 50피트 이상의 파이프에 대해 작업을 지원한다. Responder는 24인치 맨홀을 통해 최대 1마일까지 운행할 수 있다. 전 AUTOMATIKA(미국)이었던 Qinetiq(영국)의 TIGRE는 고압가스 공급 파이프 등과 같은 위험한 시설에 대해 자기동력으로 비파괴시험(NDE)을 수행한다. TIGRE는 플러그밸브, 샤프 밴드, unbarred T 및 기타 장애물들을 포함하는 불충분한 흐름으로부터 포착이 어려운 가스 주요부를 점검할 수 있게 될 것이다. 유사한 사용이 Westignhouse Savannah River Company에서 제안되었다. WSRC(미국)은 3-4인치 직경의 파이프를 움직일 수 있도록 설계된 새로운 고부하 파이프 크롤러를 개발했다. Engineering Services ESI(캐나다)는 원격 제어 로봇을 사용하는 파이프 내부에서 씰링되는 강철합금 벨과 꼭지를 위한 새로운 기술을 개발했다. 로봇이 희망하는 접합부에 닿을 때까지 파이프의 내부를 따라 움직여 접합부분에 구멍을 뚫는다. 연결 씰링이 접합부의 패킹에 혐기성 씰란트를 주입함으로써 이루어지므로, 수리과정을 반복하는 것이 가능하다. Inuktun Service(캐나다)의 Nanomag은 수직, 수평 및 거꾸로 금속표면에 자성으로 부착되도록 설계되었다. 후면부 카메라는 주로 극한의 경우 사용되는 반면, 전면부의 카메라는 고화질 이미지를 수집한다. Solex Robotics(미국)의 Maverick는 지표상 저장탱크를 점검한다. 시스템이 정유제품 내에서 머무르면서 탱크 내부로부터 바닥면을 검사한다. 로봇은 원격으로 컨트롤되며 금속 두께 데이터를 맵핑하고 상호연관 짓는 다중채널 초음파 센서 시스템, 조사 내용을 기록하기 위한 내부 비디오 시스템 및 포지션 추적 센서를 포함하고 있다. 탱크, 튜브 또는 파이프용 기존의 점검 시스템 중 대부분은 여전히 커스터마이징된 솔루션이다. 환풍구, 덕트 등을 점검하기 위한 다른 시스템들이 개발되고는 있으나 플로토타입 단계에서 거의 발전되지 못한 상태이다. 마찬가지로, 이 시스템들은 가파른 기울기, 굴곡 및 접합부에도 자유로워야 한다. 하수도 로봇은 아직도 신생 단계이다. 일부는 플로토타입 단계에도 이르지 못한 상태다. 2008년 말까지 그 판매량은 390개로 집계된다. 2009년에서 2012년 사이 약 410대가 더 판매될 것으로 예상된다.
3. 기타 점검 시스템 : 핵 부지용 점검로봇
본 영역은 핵 부지와 같이 위에서 언급되지 않은 부분을 점검하는 점검로봇에 관해 명시하고 있다. 이 로봇들은 사람이 극도의(위험한) 환경에서 수동으로 점검 및 유지보수 작업을 하지 않도록 해야 한다. 이 로봇들은 원격으로 조정 또는 일부 자동으로 그 작업을 수행할 수 있어, 사용자가 작업 부분에 직접 들어가지 않아도 된다. 사람에게 위험할 수 있는 이러한 작업을 대신할 기계가 없기 때문에 점검 및 유지보수 로봇의 발달에 큰 기대가 있어 왔다. 많은 경우, 작업 로봇의 출연에 많은 기술들이 동원되어 오고 있다. 때때로 이 고가의 점검 로봇은 다른 로봇시스템 집단을 유지 보수하는 서비스 공급업체에 의해 원자력 발전소에 사용할 수 있도록 만들어진다. LABMan은 고정된 마운트에서 외팔보처럼 나온 최대 10m 길이의 철도 또는 차량의 긴 구조물을 형성하기 위해 수평 항공기 내에 수많은 연결회전자를 가진 대형 연결식 조종자이다. 전형적인 설정은 10m 거리로 500kg을 나르는 6개의 주요 연결부, 피치, 롤 축으로 구성되어 있다. 이는 Culham(영국)에서의 Jet Nuclear Fusion에 대해 원격 유지보수 작업에 중요한 요소인 것으로 Oxford Technologies(영국)에서 개발되어 입증되었다. 2차 암은 최근에 추가되었다. 같은 공급업체로부터 ROID는 최대 1kGY의 총 노출량까지 방사능환경 내 점검을 위해 설계된 Remote Operated Vehilce(ROVs)의 계열이다. 이 소형로봇은 오류 후 그 복구를 위한 폭넓은 장점들을 갖고 있다. 2008년 말까지 약 291개가 판매된 이 로봇들은 2009년에서 2012년까지 220개가 추가로 판매될 것으로 예측된다. 핵 부지의 수명이 확장되었고, 가정의 보안 및 반테러 프로그램이 확장되었다는 점에서 이 판매수치가 초과될 수도 있을 것이다.
