자율 선로점검 로봇 및 가상공간 시뮬레이션.[한국철도기술연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 사람 대신 실제 철도 선로 현장에서 철도 시설물의 상태를 확인하는 ‘철도 특화 로봇’ 개발이 본격 추진된다.

한국철도기술연구원은 철도 시설물의 상태를 가상공간에서 확인하는 기존 디지털 트윈을 넘어, 자율 점검 로봇이 실제 철도 선로 현장에서 작동할 수 있도록 하는 ‘철도 특화 로봇 기반 선로점검 핵심기술 개발’에 착수했다고 22일 밝혔다.

철도 선로 점검은 작업자 안전, 희귀 결함 데이터 부족이라는 문제가 복합적으로 존재하며, 점검자의 숙련도에 따른 차이도 발생하는 분야다. 특히 실제 사고나 결함사례가 드물기 때문에, AI 학습에 필요한 결함사례를 충분히 확보하기 어렵고, 위험 상황을 실제 현장에서 반복 실험하기도 어렵다.

철도연은 이러한 한계를 극복하기 위해 가상공간을 구축한다. 실제 선로와 주변 환경을 드론·카메라·라이다로 수집하여 3차원 가상공간을 만든 후, 로봇의 시각 인지와 이동 제어를 학습시키는 디지털 학습장으로 활용한다.

가상공간에서는 현실세계와 같이 선로 침입·장애물 등 각종 돌발 변수와 폭설·폭우 등 기상, 야간·역광 등 환경 조건, 자갈·비탈면과 같은 지형을 적용할 수 있어 다양한 조건에서의 학습이 가능하다.

가상공간에서 학습된 데이터는 실물 로봇의 움직임에 반영, 이른 레일험지를 모두 주행하는 사족보행 로봇의 이동 능력의 토대를 확립하게 된다.

철도연은 이번 기술이 사후 대응 중심의 철도 유지보수를 예방적·자율적 체계로 전환해 현장 작업자의 안전을 확보하는 동시에, 한국형 자율 철도 점검 솔루션의 경쟁력 확보로 이어질 것으로 기대하고 있다.

변성준 철도연 선임연구원은 “자율 점검 로봇의 성능은 얼마나 정확하게 보고, 얼마나 안정적으로 움직이느냐에 달려 있다”면서 “이번 연구는 월드 파운데이션 모델로 로봇의 시각 인지 능력을 높이고, 강화학습과 Sim2Real 기술을 통해 실제 선로 환경에서도 안정적으로 이동할 수 있는 제어 정책을 확보하는 것이 핵심”이라고 밝혔다.