현대건설이 PICK한 건설기술을 소개합니다!

건설 산업의 더 나은 발전을 위한 기술 경합, ‘현대건설 기술공모전’이 올해로 15회째를 맞았습니다. 다양한 분야와의 융‧복합으로 혁신기술을 발굴해 온 현대건설이 올해 눈여겨 본 기술은 무엇일까요.

글=박현희 / 인포그래픽=김수정

현대건설 기술공모전은 우수 기술을 보유한 협력사를 발굴하고자 2008년 ‘현대건설 기술개발 경진대회’로 처음 막을 올렸습니다. 2010년 ‘현대건설 기술대전’으로 명칭을 바꾼 후 대학 부문까지 확대 개편해 산학협력의 장을 마련하고, 2019년부터 수상기술에 대한 지원의 폭을 넓히며 현재의 틀을 갖췄죠. 공모 분야도 시간의 흐름에 따라 변화했습니다. 처음 10년간은 건설사의 전통적인 사업 분야인 토목‧건축‧주택‧플랜트 위주였다면, 4차 산업혁명이 대두된 2019년부터는 신에너지‧스마트 건설기술 분야를 함께 모집했습니다. 

2008년부터 지금까지 선정된 기술은 196건. 현대건설 기술공모전이 15년째 성황리에 진행될 수 있는 것은 선정 기술에 제공하는 여러 혜택 덕분입니다. 중소기업은 새로운 기술에 투자할 여력이 많지 않고, 기술 개발에 성공했더라도 현장 기술 검증 같은 실적을 확보하기 어렵습니다. 2019년 현대건설 협력사를 대상으로 ‘신공법‧신자재 개발이 어려운 이유’를 묻자 상당수가 기술개발비와 현장 적용 기회 부족을 꼽은 것만 봐도 알 수 있죠. 현대건설 기술공모전에 선정되면 내부 심의를 거쳐 최대 1억원까지 개발 비용을 지원받을 수 있습니다. 알맞은 현장이 있을 경우 기술 검증 기회도 주어지죠.

[ 2022 현대건설 기술공모전 포스터. 올해는 124개의 중소기업, 대학 및 연구기관에서 142개의 기술 아이디어가 접수됐습니다. ]

대학‧연구기관은 대체로 기업과의 공동 연구를 희망합니다. 선행 연구(Pilot Test)나 실물 모형(Mock-Up)을 진행하려 해도 시범 현장이 없으면 연구개발이 어렵기 때문인데요. 현대건설은 학교‧연구기관이 연구 규모를 실험실 단위가 아닌 건설현장으로 스케일 업(Scale Up)할 수 있도록 지원할 예정입니다. 또 기술공모전에 선정된 기술들은 실효성을 검증한 후 사업화 기회도 제공할 계획이죠. 현대건설 기술공모전 관계자는 “현대건설은 선정 기술을 대상으로 후속 협력을 거쳐 다양한 지원을 하고 있다”며 “국내기업, 대학 및 연구기관과의 동반성장을 통해 미래 건설기술 발전을 이뤄나가겠다”고 포부를 밝혔습니다.

2022 현대건설 기술공모전이 선정한 건설기술은?

2022 현대건설 기술공모전에는 124개의 중소기업, 대학 및 연구기관에서 142개의 기술 아이디어가 접수됐습니다. 올해는 결정에 어려움을 겪을 정도로 완성도 높은 기술이 많았습니다. 그중 아이디어 우수성, 개발 필요성, 경제성, 창의성 등을 심사해 최우수기술 1건, 우수기술 4건, 장려기술 11건을 선정했죠. 현대건설은 올 한해 스마트 건설기술을 활용한 건설 산업의 패러다임 변화에 앞장 서 왔는데요. 그런 만큼 선정 기술에는 인공지능(AI), 로보틱스, 디지털 플랫폼 같은 디지털 응용 기술이 상당수를 차지했습니다.

 최우수 기술   “공동주택의 안전성과 편의성을 높이다”

㈜핀텔 ｜ 공동주택용 AI 고해상도 영상분석 플랫폼

[ AI 고해상도 영상분석 플랫폼의 얼굴 인식 기반 자동출입 시스템(왼쪽)과 충돌예측 시스템. ]

주거공간에서는 안전해야만 합니다. 문밖의 지하주차장, 공동현관 같은 곳에서도 예외가 아니죠. 올해 기술공모전에서 최우수기술로 선정된 ㈜핀텔의 <공동주택용 AI 고해상도 영상분석 플랫폼>은 공동주택에 사는 사람이 안전하게 살아갈 수 있도록 돕는 기술입니다. 플랫폼에는 ‘얼굴 인식 기반 자동출입 시스템’과 ‘충돌 예측 시스템’이 탑재돼 있습니다. 두 시스템은 지하주차장과 공동현관에서 특히 빛을 발합니다. 그동안의 안면 인식 시스템은 정자세로 서서 카메라를 쳐다봐야 하는 불편함이 있었습니다. 그러나 인공지능(AI)을 활용한 이 기술은 사람이 움직이더라도 얼굴을 인식하죠. 양손에 짐을 들고 있어도 OK! 자연스럽게 걸어가기만 해도 공동현관문이 열리고, 승강기를 자동으로 호출해줍니다. 신상공개 범죄자가 출입을 시도할 경우 관리소에 즉각 알려 방범 역할도 합니다. 충돌 예측 시스템은 보행자의 안전을 지켜줍니다. 카메라의 영상 정보로 차량과 보행자를 인식하고, 이동 경로를 예상하여 충돌이 예측될 때 알림을 보내는 시스템으로 공동주택 내 사각지대에서 유용할 것으로 기대되죠. 또한 지하주차장의 화재 징후를 감지하여 관리소에 즉각 알람을 보내는 기능도 탑재돼 있습니다. ㈜핀텔은 “기술공모전의 특전인 현장 검증을 통해 현대건설이 짓는 공동주택에 안정적으로 도입되는 날이 오길 기대한다”면서 “기술의 우수성을 세심히 평가해 최우수기술의 영광을 안겨 준 현대건설에 감사하다”고 소감을 밝혔습니다.

[ 최우수기술 수상을 기념해 핀텔 직원들이 엄지를 세우며 환하게 웃고 있습니다. 이들은 “핀텔의 기술을 가치 있는 공간에 적용하기 위해 고민하던 중 현대건설 기술공모전을 알게 됐다”면서 “함께 고생한 모든 직원과 기쁨을 나누고 싶다”고 말했습니다. ]

 우수 기술  “흙막이 가시설 시공을 더욱 안전하게!”

주식회사 택한 ｜ 지중 프리스트레스 도입 엄지말뚝 활용 무지보 흙막이 공법

[ H-형강에 강연선을 부착하여 천공한 땅에 수직으로 삽입한 후, 굴착 시 지반이 무너지지 않도록 땅의 응력과 유사한 힘을 반대로 가하는 기술. 주식회사 택한은 “이 기술이 흙막이 가시설 시공의 안전성을 높일 수 있다”고 설명합니다. ]

모든 공사의 기초는 지반을 단단히 다지는 것에서 출발합니다. 특히 지하층이 있는 공사에서는 굴착할 때 땅이 무너지거나 지하수가 나오는 것을 방지하는 흙막이 가시설 시공이 필수죠. 주식회사 택한은 흙막이 가시설의 시공 안전성을 높이는 <지중 프리스트레스 도입 엄지말뚝* 활용 무지보 흙막이 공법>을 개발했습니다. 이 공법은 H-형강에 강연선*을 부착해 지반에 수직으로 삽입한 후, 굴착 시 흙이 무너지려는 힘(땅의 압력)만큼 강연선을 당기는(프리스트레스*) 기술입니다. 흙막이 벽체에 가해지는 수평변위*를 최소화해 굴착공사 중 붕괴사고를 예방할 수 있는 장점이 있죠. 뿐만 아니라 가시설을 지탱하기 위한 구조물(지보공) 설치가 필요하지 않아 공기단축과 원가절감에도 도움이 됩니다. 주식회사 택한은 “중소기업은 개발한 제품의 현장 적용이 가장 어려운 숙제”라며 “현장 검증을 거쳐 건설현장에 적극 활용되길 기대한다”고 말했습니다.

*엄지말뚝: 굴착 경계면에 일정한 간격을 두고 수직으로 설치되는 강재 말뚝(H-형강).

*강연선: 고강도 강선 여러 가닥을 꼬아 묶은 것.

*프리스트레스(Prestress): 물체가 외력을 받기 전에 그 안에 가지고 있는 응력(저항력).

*수평변위: 구조물이 하중을 받았을 때 수평 구조물이 변형(휨)되는 것.

[ 2020 현대건설 기술공모전에 이어 올해에도 우수 기술로 선정된 주식회사 택한. 사진은 기술 제안을 위해 힘쓴 조광일 박사, 문종훈 대표, 김진웅 부장, 이필구 대표(왼쪽부터). ]

 우수 기술  “안정적인 바이오가스 생산을 위한 디지털 기술”

포항공과대학교 ｜ 바이오가스 플랜트 안정성 향상을 위한 인공지능 자가 제어 플랫폼

*스펙트럼: 빛을 파장에 따라 분해하여 배열한 것.

*딥 러닝(Deep Learning): 컴퓨터가 스스로 외부 데이터를 조합, 분석하여 학습하는 기술.

탄소중립이 선택이 아닌 필수가 된 요즘, 이번 공모전에는 지구 환경에 도움이 되는 기술 또한 수상작으로 선정됐습니다. 포항공과대학교의 <바이오가스 플랜트 안정성 향상을 위한 인공지능 자가 제어 플랫폼>은 유기성 폐자원*을 매립하거나 불에 태우는 대신 에너지로 활용할 수 있도록 돕는 바이오가스화 기술입니다. 바이오가스(Biogas)는 미생물이 유기성 폐자원을 분해할 때 만들어지는 수소나 메탄 같은 가스를 의미합니다. 이는 석유 소비의 일부를 보충해 주는 대체자원으로 활용되죠. 간단해 보이지만 고순도 바이오가스를 생산하기란 무척 어렵습니다. 생산 증대를 위해서는 미생물 군집을 안정적으로 증식시키는 것이 중요하나, 미생물이 환경에 예민하게 반응하기 때문이죠. 소화조*로 유입되는 유기성 폐자원의 성상(성질과 상태)은 매우 다양하고 변폭도 큽니다. 이러한 점은 미생물 증식에 리스크로 작용하는데요. 포항공과대학교는 유기성 폐자원의 이미지를 활용해 소화조 환경을 신속하게 예측할 수 있는 기술을 제안했습니다. 그동안 소화조 자체를 모니터링하는 기술은 있었으나, 미생물 증식 환경을 예측해 사전에 관리하도록 돕는 플랫폼은 없었습니다. 포항공과대학교 황석환 교수는 “이미지 빅데이터, 머신러닝(Machine Learning)* 기술을 통해 소화조의 환경을 관리하는 이 기술은 현대건설이 짓는 바이오가스 플랜트의 안정성을 크게 높일 것”이라며 “현대건설이 온실가스 저감과 바이오가스화 시장을 선점할 수 있도록 적극 협업하고 싶다”고 밝혔습니다.

*유기성 폐자원: 하수찌꺼기‧분뇨‧음식물폐기물, 농‧수‧축산물류 부산물 등을 말합니다.

*소화조: 폐수나 오염된 물을 깨끗이 하는데(생물 환원 처리) 사용되는 밀폐식 탱크. 유기물질이 미생물과 만나 썩으면 가스-물-찌꺼기로 분리됩니다.

*머신러닝: 인공지능의 한 분야로, 컴퓨터가 스스로 방대한 데이터를 분석해서 미래를 예측하는 기술입니다.

[ (좌측 사진) 황석환 교수(왼쪽)와 최수진 연구원. 최 연구원은 박상혁 연구원(우측 사진 맨 오른쪽)과 함께 이번 아이디어를 제안했습니다. / (우측 사진) 포항공과대학교 BEST랩 연구원들. 이들 모두가 머리를 모은 덕분에 우수기술로 선정될 수 있었습니다. ]

 우수 기술  "로보틱스 기술을 이용한 안정적인 커튼월 시공 기술” 

한국로봇융합연구원 ｜ 커튼 월 시공 작업 로봇 시스템

[ 로봇을 이용한 커튼월 시공 시나리오. 로봇이 커튼월을 흡착한 다음 다중센서를 이용해 설치 각도와 위치를 정밀하게 분석하여 작업 위치에 두면 작업자가 체결하는 방식으로, 기존 인력‧장비 대비 3배 정도의 생산성 향상이 기대됩니다. ]

안전이 무엇보다 강조되면서 비대면 무인 현장관리에 대한 중요성도 함께 높아졌습니다. 특히 로봇은 사람이 인접하기 위험하거나, 작업하기 어려운 곳에서 많은 역할을 해줄 것으로 기대되죠. 현대건설은 로보틱스(Robotics, 실생활에 로봇 공학을 도입하여 편리한 생활을 도모하는 기술)를 도입하며 현장 관리의 패러다임을 바꿔나가고 있습니다. 한국로봇융합연구원이 제안한 <커튼월* 시공 작업 로봇 시스템>은 고중량(120~1000kg)‧고난도인 커튼월 시공의 편의성과 안전성을 높이는 기술입니다. 건축물이 날로 고층화되며 외관에 화려함을 더하는 커튼월 수요가 점차 증가하고 있습니다. 현재는 다수의 인력이 대형 장비를 이용해 건물 내‧외부에서 커튼월을 인양하고, 작업자가 직접 고소 공간에서 컨트롤하며 거치하고 있는데요. 다중센서를 적용한 이 기술을 사용하면 협소한 공간에서도 시공이 가능합니다. 원격 조종‧정밀 제어가 가능해 기존 대비 적은 인력으로 빠르고 정확하게, 또 안전하게 작업할 수 있죠. 한국로봇융합연구원은 “현대건설과 로봇 관련 미팅을 하며 기술 아이디어를 얻었다”면서 “로봇 원천‧상용화 기술을 보유한 우리 연구원과 스마트 기술 솔루션을 선도하는 현대건설이 기술적으로 협업한다면 멋진 건설 로봇 솔루션을 개발할 수 있을 것”이라며 기대감을 드러냈습니다.

*커튼월: 하중을 지지하고 있지 않는 칸막이 구실의 바깥벽으로, 투명 유리 혹은 반사 유리를 사용해 빌딩 외벽을 마감하는 공법입니다.

[ 한국로봇융합연구원 로비에 모인 연구원들. “건설현장에서 작업자의 안전과 작업 효율성을 고려한 로봇 솔루션을 현대건설과 공동 개발할 수 있게 되어 무척 기쁘다”며 입을 모았습니다. ]

■ 2022 현대건설 기술공모전 수상 기술