재난 구조 로봇: 종류와 실제로 도움이 되는 상황
자연재해의 수는 계속 늘고 있습니다. 유엔에 따르면 1970년 이후 전 세계 재난 사건의 수가 네 배 증가했습니다. 때로는 재난의 규모와 심각성이 너무 커서 응급 처치를 위해 사람을 보내는 것이 불가능합니다. 이런 상황에서는 점점 더 로봇공학이 도움을 줍니다.
구조 로봇은 날고, 헤엄치고, 잔해 사이를 빠져나가고, 불을 끄고, 그 밖에도 많은 방식으로 긴급 구조대가 문제를 해결하도록 돕습니다. 지난 수십 년간 이러한 기술은 크게 발전했습니다. 과학자이자 로봇공학자 로빈 머피는 구조 로봇의 주요 문제가 사람들이 그 존재를 충분히 알지 못하는 것이라고 봅니다.
육지, 바다, 하늘에서 도움을 주는 구조 로봇 12가지 사례를 소개합니다.
수중 구조 로봇
많은 수상 구조 작업은 사람이 심각한 부상을 입거나 목숨을 잃을 위험이 있을 만큼 위험한 조건에서 이루어집니다:
- 자동차가 홍수로 빠르게 불어나는 물에 갇힐 수 있습니다;
- 빠른 물살에 익수자가 휩쓸려 갈 수 있습니다;
- 얼음이 발밑에서 갈라져 사람이 얼음물에 빠질 수 있습니다.
바로 수중 구조 로봇이 사람이 가기 어려운 곳으로 갈 수 있습니다. 다음 기업들이 수중 구조 로봇 기술을 개발하고 있습니다:
HYDRONALIX
Hydronalix의 Emergency Integrated Lifesaving Lanyard(EMILY)는 길이 1.2m, 무게 11kg의 원격 조종 로봇으로, 하이브리드 구명보트 역할을 합니다. 2016년 이전까지 이 로봇에 대해 알려진 것은 많지 않았습니다. 그 해 유럽 이주 위기 당시 그리스 해안에서 수백 명의 난민을 구하는 데 도움을 주었습니다. 사용 첫 10일 동안 EMILY는 240명 이상을 도왔습니다.
미 해군연구청은 중소기업 혁신연구부 및 Hydronalix와 함께 시속 35km로 이동하고, 최대 5명을 태울 수 있으며, 강화된 선체 덕분에 강한 파도와 다양한 충격을 견디는 로봇을 개발했습니다. 연구자들은 드론과 열감지 기술을 사용해 EMILY를 더 자율적으로 만들려고 노력하고 있습니다. 주요 목표는 인적 요인을 줄이는 것입니다.
VIDEORAY
VideoRay 수색구조 시스템은 원격 조종 기능을 갖추고 있습니다. 영상 및 조이스틱으로 제어되는 소형 수중 장치로, 강력한 조명, 소나, GPS, 금속 탐지기를 사용해 구조 작업을 돕습니다.
미국 미네소타주 세인트루이스 카운티 보안관 사무소 구조팀은 이 로봇을 오래전부터 사용해 왔습니다. 한 번은 사람이 얼어붙은 호수에 빠졌는데, 원격 조종 장치가 잠수부들을 그 사람에게 안내했습니다.
PLIANT ENERGY SYSTEMS
Pliant Energy의 가장 유명한 로봇 개발품은 물결 모양 추진 시스템을 가진 수륙양용 로봇 Velox로, 일반적인 구조 로봇보다 선사시대 척추동물을 더 닮았습니다. Velox는 실리콘 지느러미로 움직입니다.
이 로봇은 물에서 헤엄치고, 얼음 위를 달리고, 눈을 헤치고 나아갈 수 있어, 얇은 얼음 아래로 빠진 사람에게 구명 장비를 전달하는 데 이상적인 도우미로 여겨집니다.
도시 수색 구조 로봇
iRap 로봇팀은 국제 대회 RoboCup Rescue에서 18년 동안 여덟 차례 최고상을 수상했습니다. 이 연례 대회는 제조사 간의 경쟁일 뿐만 아니라 이 분야의 연간 발전을 가늠하는 자리이기도 합니다.
이 로봇들의 민첩성과 기동성을 평가하기 위해 대회에서는 보급품 운반, 문 통과, 돌무더기 구덩이, 나무 계단 등의 과제를 수행합니다. 이 대회는 비극에서 시작되었습니다. 1995년 고베(한신) 대지진 이후 일본 정부는 도시에서의 재난 대응 연구를 추진하기로 결정했습니다.
INUKTUN
Eddyfi Technologies가 Inuktun을 인수한 이후, 수색구조 로봇 제작은 주력 분야가 아닙니다. 그래도 미국에서 파괴적인 참사가 있었을 때 이 로봇들이 도움을 준 일은 기억할 만합니다.
9·11 테러 이후 뉴욕시 설계건설부는 로봇 Delta(당시 VGTV로 알려짐)를 중요한 점검에 사용했습니다. 4년 뒤 미시시피주에서는 구조대가 진입하기에 너무 불안정한 건물 안의 생존자를 찾기 위해 초당 27m 속도로 움직이는 카메라 스캐너를 사용했습니다.
BOSTON DYNAMICS
세계에서 가장 유명한 로봇 중 하나인 Atlas는 DARPA 로봇 챌린지에서 첫 걸음을 내디뎠습니다. 이 대회에서는 자연재해와 인재에 대응하는 구조대를 돕는 로봇들이 경쟁했습니다.
이 로봇은 위험한 조건에서 기본적이지만 잠재적으로 생명을 구할 수 있는 작업, 즉 문 열기, 밸브 잠그기, 동력 장비 켜기를 수행하도록 설계되었습니다. Atlas는 가벼운 유압 장치와 3D 프린터로 만든 부품 등 독특한 요소로 알아볼 수 있습니다.
IROBOT
후쿠시마 사고 이후 여러 해 동안 이곳은 핵 사고의 영향을 평가하고 수습하는 데 도움이 될 로봇을 개발하는 장소가 되었습니다. iRobot은 피해를 평가하기 위해 여러 대의 PackBot을 사용했습니다.
폭발로 손상된 원자로 내부의 피해 전체 모습을 처음 파악하려는 시도에서 원격 조종 로봇은 매우 귀중했습니다. 또한 미국 9·11 참사 이후 잔해를 수색하는 데도 사용되었습니다.
현재 PackBot은 주로 군사 분야를 겨냥하고 있습니다. 폭탄과 저격수를 탐지하고 조립식 폭발물을 해체하는 데 사용됩니다.
소방 로봇과 지진 구조 로봇
로봇공학자들은 지진 생존자를 찾기 위해 뱀이나 포도 덩굴을 닮은 로봇을 개발했고, 「군집 알고리즘」으로 작동하는 자율 로봇 Zebro도 만들었습니다. 소방 로봇은 더욱 흔합니다. 예를 들어 도쿄 소방청에는 수십 종의 로봇이 있습니다.
CARNEGIE MELLON UNIVERSITY'S ROBOTICS INSTITUTE
CMU 연구진은 다양한 분야에 쓰이는 구조 로봇 Snakebot을 개발했습니다. 이 로봇은 고고학 발굴을 돕고 원자력 발전소를 점검하는 데 쓰였습니다. 하지만 주 개발자는 이를 생명을 구하는 도구로 봅니다. 원격 조종 로봇에는 12개 이상의 관절이 있어 사람이 닿을 수 없는 잔해 사이를 기어 다니고 헤쳐 나갈 수 있습니다.
구조대는 「머리」에 달린 카메라, LED 조명, 레이저 거리 측정 기술을 이용해 뱀 모양 로봇을 잔해 사이로 조종할 수 있습니다. Snakebot은 멕시코의 치명적인 지진 이후 좋은 성과를 보였습니다.
SHARK ROBOTICS
파리 노트르담 대성당 화재는 여러 면에서 막대한 손실이었지만, 로봇 Colossus가 없었다면 상황은 훨씬 더 나빴을 것입니다. 파리 소방대장은 상황이 소방관들에게 너무 위험해졌을 때 이 로봇을 사용했습니다.
Colossus는 WALL-E 스타일의 궤도와 분당 660갤런(약 2,500리터)의 물을 분사하는 능력을 갖추고 있습니다. 500kg 무게의 이 로봇은 말 그대로 소방관들의 목숨을 구했습니다. 조이스틱으로 조종할 수 있습니다. 또한 소화 장비를 운반하고, 부상자를 옮기고, 현장 평가를 위한 고해상도 360도 열화상 카메라를 작동시킵니다.
HOWE & HOWE TECHNOLOGIES
이 회사는 오늘날 가장 인기 있는 두 종의 소방 로봇, Thermite RS1-T3와 RS2-T2를 제작합니다. 둘 다 25마력 디젤 엔진, 원격 조종 장치, 탱크처럼 생긴 궤도를 갖추고 있습니다. 이 로봇들은 70도 경사까지 오를 수 있고, 분당 최대 2,500갤런의 물과 포말을 분사합니다.
현대의 「소방 로봇」은 정유 공장 화재 같은 대형 산업 화재를 진압하도록 특별히 개발되었습니다.
공중 구조 로봇
드론은 첨단 비행 기술의 상징입니다. 점점 더 많은 경우 드론은 대부분의 공중 수색구조 작업과 재난 예방의 중심에 자리하고 있습니다.
드론과 UAV(자율 무인 항공기)에는 몇 가지 공통된 특징이 있습니다. 항법을 위한 레이저 및/또는 레이더 스캐너, 데이터 기록과 전송을 위한 비디오 카메라, 생존자 탐지를 위한 열화상 카메라입니다.
MOUNTAIN DRONES
매년 약 150명이 눈사태로 목숨을 잃으며, 그중 대부분은 스키어와 다른 스포츠 선수입니다. 가장 확실한 대응책 중 하나는 산에 사람이 없을 때 폭약으로 유도하는 통제 눈사태입니다.
하지만 통제 눈사태에도 위험이 있습니다. 프랑스에서는 폭약이 터지기 전에 대피하지 못한 스키 순찰대원 두 명이 목숨을 잃었습니다. 스타트업 Mountain Drones는 공중에서 정밀한 눈사태 유도 폭발을 수행할 수 있는 드론을 만들었습니다.
DRONE PILOT
미 공군 전 의무병이자 「수색구조 드론의 개척자」인 진 로빈슨은 Drone Pilot을 설립했습니다. 이 회사는 연방 차원에서 인가받은 드론 자격증 과정과 수색 지원을 포함한 다양한 드론 서비스를 제공합니다.
비영리 부서인 Remote Pilot Search Services는 가족과 단체가 실종된 가족을 찾을 수 있도록 무료로 도왔습니다. 로빈슨은 이렇게 말했습니다: 「처음으로 발견했을 때 가족들이 정말 고마워했습니다. 우리가 할 수 있었던 일이 그들에게 너무나 중요했고, 제 관점이 완전히 바뀌었습니다. 이 기술을 반드시 활용해야겠다고 생각했습니다.」
LOCKHEED MARTIN
이 기업은 세계에서 가장 비싼 전투기 F-35로 알려져 있습니다. 또한 수십 년 동안 잠수함 추적 시스템과 정찰용 UAV를 포함한 자율 무인 시스템 함대를 개발해 왔습니다.
또한 K-MAX는 접근이 어려운 곳에 화물, 인도적 지원, 연료를 수송하는 항공기입니다. 2,700kg의 적재량 덕분에 매년 찾아오는 산불 위협에 맞서는 데 훌륭한 수단입니다. 호주에서는 K-MAX 무인 항공기 중 하나인 드론 Indago가 산불 진압에 사용되고 있습니다.
