[서울=뉴스핌] 정영희 기자 = 철도 선로 현장의 위험 상황을 가상공간에서 반복 학습한 뒤 실제 현장 점검에 투입되는 자율 점검 로봇 기술이 개발된다.

22일 한국철도기술연구원(이하 '철도연')은 '철도 특화 로봇 기반 선로점검 핵심기술 개발'에 착수했다고 밝혔다. 이번 연구는 자율 점검 로봇이 다양한 선로 환경과 위험 상황을 가상 철도 환경에서 반복 학습하고 경험하도록 디지털 트윈을 '동적 학습장'으로 활용하는 것이 핵심이다.

철도 선로 점검은 작업자 안전과 희귀 결함 데이터 부족 문제가 함께 존재하는 분야다. 점검자의 숙련도에 따른 차이도 발생한다. 실제 사고나 결함 사례가 드물어 인공지능(AI) 학습에 필요한 데이터를 충분히 확보하거나 위험 상황을 실제 현장에서 반복 실험하기 어렵다.

철도연은 이러한 한계를 극복하기 위해 실제 선로와 주변 환경을 드론, 카메라, 라이다로 수집해 3차원 가상공간을 구축한다. 이 가상공간은 로봇의 시각 인지와 이동 제어를 학습시키는 디지털 학습장으로 활용된다.

가상공간에서는 현실세계와 같이 선로 침입, 장애물 등 각종 돌발 변수를 구현할 수 있다. 폭설과 폭우 등 기상 조건, 야간과 역광 등 환경 조건, 자갈과 비탈면 같은 지형도 적용해 다양한 조건에서 학습이 가능하다.

가상공간에서 학습된 데이터는 실물 로봇의 움직임에 반영된다. 실제 작동 상황에서 확보한 데이터와 함께 지속적으로 보완할 수 있다.

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

이 기술은 국가과학기술연구회 소관 철도연의 기본사업으로 개발 중이다. 연구책임자인 변성준 철도연 선임연구원은 "자율 점검 로봇의 성능은 얼마나 정확하게 보고, 얼마나 안정적으로 움직이느냐에 달려 있다"고 말했다.

사공명 철도연 원장은 "앞으로의 철도 유지보수는 위험을 사전에 발견하고 작업자의 안전을 확보하는 예방적·자율적 체계로 나아가야 한다"며 "철도연은 피지컬 AI와 로봇 기술을 통해 국민이 안심하고 이용할 수 있는 철도 안전 기술 개발에 최선을 다하겠다"고 전했다.

Q. 철도연이 새로 개발에 착수한 기술은 무엇인가요?

A. 한국철도기술연구원은 '철도 특화 로봇 기반 선로점검 핵심기술 개발'에 착수했습니다. 자율 점검 로봇이 가상 철도 환경에서 다양한 선로 환경과 위험 상황을 반복 학습한 뒤 실제 현장 점검에 활용되는 기술입니다.

Q. 이번 연구의 핵심은 무엇인가요?

A. 핵심은 디지털 트윈을 자율 점검 로봇의 '동적 학습장'으로 활용하는 것입니다. 실제 선로와 주변 환경을 3차원 가상공간으로 구현하고, 로봇이 이 안에서 시각 인지와 이동 제어를 학습하도록 하는 방식입니다.

Q. 왜 가상공간 학습이 필요한가요?

A. 철도 선로 점검은 작업자 안전 문제가 크고, 실제 사고나 결함 사례가 드물어 AI 학습 데이터를 충분히 확보하기 어렵습니다. 위험 상황을 실제 현장에서 반복 실험하기도 어렵기 때문에 가상공간에서 다양한 상황을 구현해 학습시키는 방식이 필요합니다.

Q. 가상 철도 환경에서는 어떤 상황을 학습할 수 있나요?

A. 선로 침입, 장애물 등 돌발 변수를 구현할 수 있습니다. 폭설·폭우 같은 기상 조건, 야간·역광 등 환경 조건, 자갈·비탈면 같은 지형 조건도 적용해 다양한 상황에서 로봇이 학습할 수 있도록 합니다.

Q. 이 기술이 실제 현장에 적용되면 어떤 효과가 기대되나요?

A. 사후 대응 중심의 철도 유지보수를 예방적·자율적 체계로 전환하는 데 기여할 것으로 기대됩니다. 현장 작업자의 안전을 높이고, 한국형 자율 철도 점검 솔루션의 경쟁력 확보에도 도움이 될 전망입니다.

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