KICT 한국건설기술연구원

검색

전체 과제명 책임자 검색

전체 148건 현재 페이지 1/15

• 염재해 대응 지속가능한 지하수 자원 확보를 위한 KICT 해안도서 지하수 관리시스템 개발 연구자: 장선우 KICT 수자원하천연구본부 연구위원 들어가며 해안도서 지역은 지하수 의존적인 수자원 구조로 인해 극심한 가뭄 시 물 부족과 지하수위 저하가 반복적으로 발생하며, 해수 침투로 인한 염해 피해도 지속적으로 누적되어 왔다. 이들 지역은 기후변화로 인한 해수면 상승, 강수의 불균형, 국지적 호우 등 복합적인 요인으로 이러한 불안이 더욱 가중되고 있으며 이에 대응하기 위해 지역 고유의 수자원을 효율적으로 이용할 방안 마련과 문제 해결을 위한 고도화된 지하수 관리 체계가 요구된다. 한국건설기술연구원은 이러한 배경 속에서 국내 최초로 해안도서 지역의 지하수 장해에 대응하기 위한 지하수 관리 시스템인 ‘KICT 해안도서 지하수 관리시스템’을 개발하였다. 본 시스템은 지역 맞춤형 물순환 해석, AI 기반 수위 예측 모델을 토대로 해안지역의 지하수 자원을 안정적으로 관리하고 미래 수자원 계획을 지원하는 데 목적이 있다. 이 시스템은 웹 기반 플랫폼으로 설계되어 누구나 쉽게 정보를 열람하고 활용할 수 있도록 하였으며, 기존의 단편적 모니터링에서 나아가 지하수 이용 제한과 같은 행정적 대응의 과학적 근거를 제공하는 데 목적을 두고 있다. 2022년부터 2024년까지 한국건설기술연구원 기관고유사업인 지역협력사업으로 수행된 본 성과는 지역적 현안 해결 모델을 구체화하기 위해 제주특별자치도의 기준수위 체계를 모델로 삼아, 수위 경보 체계에 과학적 해석 역량을 추가하고, 수역별 관리수위 활용 방식을 시각적으로 지원한다. 지자체 지하수 관리 현황 지하수 관리에서 가장 직접적이고 효과적인 정책 수단은 적정 지하수위를 유지하는 것이다. 본 개발 모델의 실증 부지인 제주특별자치도의 경우, 제주도는 대표 관측정을 지정하여 지하수위를 상시 모니터링하고 있으며 관측된 지하 수위가 일정 수준 이하로 하강할 경우 단계별로 적절한 조치를 취할 수 있도록 체계를 마련하였다. 이처럼 사전에 정해진 수위 기준에 따라 각 단계별 대응이 이루어지도록 설정한 수위를 ‘관리수위’라 하며, 이는 지하수위 변동 자료의 통계 분석을 통해 도출된다. 2017년 제주도 일부 지역에서는 지하수위가 기준 이하로 하락하면서 1단계 경계 경보가 발령된 바 있으며, 이는 단순한 물 부족을 넘어 수자원 고갈로 이어질 수 있는 심각한 위협으로 간주된다. 연구내용 그림 3은 KICT에서 개발한 ‘해안도서 지하수 관리 시스템’ 의 웹사이트 시작화면이며 그림 4는 시스템의 사용 예시 화면이다. 이 시스템에서는 테스트베드인 제주도에서 제공되는 관측 데이터를 분석하여 수위 예·경보를 위한 지하수위 예측 정보, 통합수문모형(SWAT-K) 기반 물순환 해석 정보, 기후변화에 따른 미래 수문환경 예측 정보를 통합 제공하는 방식으로 구성되어 있다. 이 중 ‘지하수위 관리’ 항목은 기준수위 관점에서 제주도내 각 관측 지점의 지하수위 수준을 공간적으로 시각화한다. 본 시스템의 핵심 기술은 기준수위 관측정 68개소에 대한 중단기 지하수위 하강 예측 및 염해 위험에 따른 단계별 지하수 이용 조치와 관련된 공공서비스로, 수위의 정밀한 관측과 예측이 해안 지하수 관리의 핵심 요소다. 지하수위 예측에는 LSTM(Long Short-Term Memory) 기법이 활용되었는데 이는 시계열 데이터를 다루는 RNN(Recurrent Neural Network)의 일종으로 장기 의존성 정보를 기억하는 메모리 셀이 포함되어 있어 긴 기간의 데이터를 처리할 수 있다. 특히 본 시스템에서는 성능 향상을 위해 LSTM 층을 적층한 Stacked-LSTM 구조를 적용하였으며, 이를 통해 각 관측소 별로 학습된 모델이 개별 관측정의 수위 변화 특성을 효과적으로 반영할 수 있었다. 그 결과 지하수위, 강수량 및 선택변수 1종을 입력값으로 활용하여 기준 시점부터 5일간의 지하수위 변화를 평균 93% 이상의 정확도로 예측할 수 있다. 또한, 염해 임계 수위 도달 여부를 기준수위 1~3단계로 감지하여 예·경보 기능을 수행한다. 또한 지하수위 예측 기능 외에 각 관측소의 수위 평균, 표준편차, 기준수위 대비 백분율 등이 그래프 형태로 제공되어 정량적 비교가 가능하다. ‘물순환 분석’ 항목은 통합수문모형 SWAT-K 기반 수문 해석 결과를 2001-2020년의 평균 수문성분량을 바탕으로 유역별 수문성분 분포를 시각화하였다. SWAT-K는 미 농무성의 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)을 한국 실정에 맞게 개선한 모형으로, 2013년 KICT의 세계최고기술(WBT)로 선정된 바 있다. SWAT-K는 지형, 토지이용, 토양, 기상 등 다양한 요소를 반영하여 지하수 함양의 시공간적 변동성을 정량적으로 추정할 수 있으며, 지표수-지하수 연동 해석이 가능하다. 분석 과정은 일 단위 기상자료(강수, 온도, 풍속 등)와 수치 주제도(DEM, 토양도, 토지이용도 등)를 바탕으로 소유역과 HRU(Hydrologic Response Unit)를 생성하고 SWAT-K DB로부터 매개변수를 구축하여 유출량, 증발산량, 함양량 등의 수문 성분을 도출한다. ‘미래 수문전망’ 항목에서는 18개 전지구기후모형(Global Climate Models, GCM)의 공유사회경제경로(Shared Socioeconomic Pathways, SSP) 기후변화 시나리오 자료를 제주도 지역에 맞게 상세화하고 편의 보정한 후, 유역모형(SWAT-K)과 연계하여 제주도 내 16개 표준유역 단위에서의 미래 수문 변화를 분석하였다. 또한 시나리오별로 근미래(2011~2040), 중간미래(2041~2070), 먼미래(2071~2100)등 기간을 구분하여 변화 양상을 검토하였다. 이를 통해 강수량, 유출량, 증발산량, 지하수 함양량 등 주요 물순환 요소의 변화를 종합적으로 전망하고, 기후변화에 대응한 효과적인 물관리 전략 수립을 지원할 수 있다. 이와 같이 본 시스템은 공간 기반 시각화와 정량 정보를 통합 제공함으로써 지자체, 연구자, 정책결정자가 과학적이고 전략적인 자원 관리를 수행할 수 있도록 돕는다. 특히 지자체의 지하수 관리 기준을 기반으로 위험도 분석을 수행하고 최신 기후 시나리오 연계를 통한 미래 예측 기능은 지하수의 지속가능한 이용을 위한 핵심 자료로 기능한다. 이 기술 개발 과정에서는 해안도서 지역적 특성을 반영한 기술을 구현하기 위해 제주특별자치도청과 제주연구원 지하수연구센터의 실무 자문과 데이터 공유가 이루어졌으며, 이를 통해 현장성이 높은 시스템 구축이 가능하였다. 이러한 지역 협업은 실질적인 기술 성과를 도출한 차별화된 접근으로 평가된다. 맺음말 본 시스템은 해안도서지역 지하수 이용의 안정성을 진단하고, 기후변화에 대응한 장기적 자원 관리 전략 수립을 지원하기 위해 구축되었다. 이와 같은 사전 대응 체계는 지역 주민과 지자체가 물 사용을 선제적으로 조절하고, 필요시 대체 수자원을 확보할 수 있는 시간적 여유를 확보하게 한다. 시스템은 기존 지하수 관측망 정보와 통합되어 보다 정밀한 분석이 가능하며, 지자체의 행정관리 지표와 연계해 지역 맞춤형 관리수위 설정, 유역별 조절 방안 수립, 기후변화기반의 수자원 계획 수립 등 다양한 정책 활용이 가능하다. 이는 해안 지하수의 환경적 특성과 지역 사회의 수요를 반영한 과학 기반 자원 관리 시스템으로서의 실효성을 입증하고 있다. 나아가 본 시스템은 제주도에 국한되지 않으며 다른 지자체로의 확장 가능성도 크다. KICT 시스템의 AI 기반 예측 기능은 이러한 지역별 지하수 관리의 불균형 문제를 해소하고, 물순환 기반 도시계획 수립을 위한 기반을 제공할 수 있다. 이는 물 자원의 지속 가능성 확보를 동시에 가능케 하는 전략적 기술 플랫폼으로 향후 다양한 지역과 상황에서 폭넓은 활용이 기대된다. 참고자료 김철겸, 조재필, 이정은, 장선우 (2023) CMIP6 기후변화 시나리오에 따른 제주도 지역의 미래 수문변화 전망. 한국수자원학회 논문집, 56(11), 737-749. 박창희, 정일문 (2020) LSTM 모형을 이용한 지하수위 예측평가. 한국수자원학회 논문집, 53(4), 273-283. 심영규, 정일문, 장선우 (2024) 국내외 해안 지하수관리 법·정책 사례 분석. 한국수자원학회 논문집, 57(9), 633-643. 제주특별자치도 (2022) 제주특별자치도 통합물관리 기본계획 2023-2032, 79-6500000-000914-13 한국건설기술연구원 (2024) 신기준수위 기반 해안지역 지하수 관리 솔루션 개발 최종보고서, KICT 2024-100 Kim, N.W., Chung, I.M., Kim, C., Lee, J., Lee., J.E. (2009) Development and applications of SWAT-K (Korea), In:Arnold, J. et al. (Eds.), Soil and Water Assessment Tool(SWAT) Global Applications, IPCC (2023) Climate Change 2023: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, Lee, H. and Romero, J. (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland. DOI: 10.59327/IPCC/AR6-9789291691647. 수자원하천연구본부 게시일2026-01-05 조회수 18
• 바이오가스 고효율 에너지화 연료전지시스템의 현재와 미래 연구자: 지상훈 KICT 환경연구본부 수석연구원 들어가며 유기성 폐기물 자원순환은 한국건설기술연구원에서 수행하는 환경-에너지 연구 분야이다. 최근 시행된 바이오가스법과 현 정부 재생에너지 활성화 기조에 따라 해당 기술력의 진보가 필요하며, 이에 바이오가스 에너지화 효율 향상 및 탄소 저감 기술개발 방향을 제안하고자 한다. 바이오가스 에너지화 음식쓰레기, 하수찌꺼기, 분뇨와 같은 유기성 폐기물(주로 탄소가 포함된 버려지는 화합물)은 지구상에서 발생하며 인간의 활동으로 다량 생성되고 있는 물질이다. 이러한 유기성 폐기물은 과거엔 해양에 제재 없이 버려졌으나 심각한 생태계 파괴에 따라 현재는 내륙에서 처리되어야 한다. 이러한 유기성 폐기물은 혐기성 소화(산소가 없는 상태에서 유기물 분해하는 미생물 처리) 적용 시 상당량 무게가 감축되며, 이때 메탄과 이산화탄소가 다량 함유된 바이오가스가 발생한다. 특히, 메탄의 대기 방출은 지구 온난화를 크게 가속할 수 있으므로 이에 대한 적절한 대응이 필수적이다. 메탄 분자는 탄소 1개와 수소 4개 원자로 이루어짐에 따라, 수소(산소와 결합하여 고에너지 발생) 함량이 높은 편이다. 따라서 이러한 메탄을 다량 함유한 바이오가스는 대체 에너지로서의 활용 가능성이 높은 연료이다. 바이오가스의 에너지화에 활용할 수 있는 시스템(이하 바이오가스 에너지화 시스템)은 대표적으로 엔진, 터빈, 연료전지시스템이 있으며, 이들의 특징은 표 1과 같다. 엔진은 피스톤을 주요 부품으로 하며, 연료의 연소를 통한 회전력으로 에너지를 발생시키며, 소형화에 유리한 장점이 있지만 피스톤 움직임에 의한 소음/진동 발생의 단점이 있다. 에너지화 효율에 큰 영향을 미치는 기계적 마모 관리 또한 중요하다. 터빈은 블레이드를 주요 부품으로 하며, 연료의 연소를 통한 회전력으로 에너지를 발생시킨다. 대용량화에 유리한 장점이 있지만 소형화에는 불리한 단점이 있다. 고온에 노출되는 부품 변형의 관리 또한 중요하다. 연료전지시스템은 전해질과 전극을 주요 부품으로 하며, 연료의 전기화학 반응(산화/환원)으로 에너지를 발생시킨다. 타 바이오가스 에너지화 시스템과 비교하여 효율이 높고 소음/진동이 적은 장점이 있지만, 전해질 및 전극 내구성을 확보하기 위한 정교한 소재 제작과 시스템 운전 기술이 요구되는 단점이 있다. 바이오가스 에너지화 연료전지시스템 바이오가스 에너지화에 활용되는 연료전지시스템은 크게 두 종류(고분자전해질/고체산화물 연료전지시스템)가 있으며, 이들의 특징은 표 2와 같다. 고분자전해질 연료전지시스템에는 고분자 기반 전해질을 핵심 부품으로 하는 연료전지가 적용된다. 고분자전해질 연료전지시스템은 낮은 온도(50 ~ 80°C)에서 작동하여 시스템 시동(start-up)이 빠른 장점이 있다. 하지만 백금과 같은 귀금속을 연료극 촉매 소재로 사용하기에 고가이고 연료전지 내 액체 상태 물로 기인한 성능 불안정 현상이 발생할 수 있는 단점이 있다. 또한 해당 작동 온도와 촉매로는 바이오가스의 직접 연료 활용이 어렵기 때문에 바이오가스 내 메탄으로부터 고순도 수소를 추출하기 위한 별도의 개질 장치가 요구된다. 특히 연료극에 공급되는 수소의 일산화탄소 함유량은 수 ppm 수준으로 매우 낮아야 하며, 이에 따라 고사양의 수소정제 설비 또한 요구된다. 고분자전해질 연료전지시스템의 수소-전기 변환효율은 35% 이내로 내연기관과 비교하여 높지만 타 연료전지시스템과 비교해서는 낮은 편이다. 반면, 고분자전해질 연료전지시스템은 상대적으로 가장 높은 기술 성숙도를 보이며 다양한 상용화 실적을 보여주고 있다. 고분자전해질 연료전지시스템의 출력 규모는 250kW 이내로, 휴대용 장치 및 소규모 설비에 주로 적용된다. 농촌 지역이나 폐기물 처리시설에서 활용도가 높으며, 차량 및 백업 전력 공급을 위한 에너지원으로도 활용된다. 고체산화물 연료전지시스템에는 고체산화물 기반 전해질을 핵심 부품으로 하는 연료전지가 적용된다. 고체산화물 연료전지시스템은 높은 온도(600 ~ 1,000°C)에서 작동하여 타 연료전지시스템과 비교하여 시동이 느린 단점이 있다. 하지만 고온 작동을 통한 반응성 확보로 니켈과 같은 비귀금속을 연료극 촉매 소재로 사용할 수 있고, 연료전지 내물이 기체 상태로 존재하여 물관리가 쉽다. 또한 해당 작동 온도와 촉매로 바이오가스의 직접 연료 활용이 가능하여 바이오가스 내 메탄으로부터 수소를 추출하기 위한 별도의 개질 장치가 요구되지 않는다. 더불어 수소 또한 연료로 활용이 가능하며, 나아가 바이오가스 에너지화 시 생성되는 이산화탄소의 일산화탄소 전환 후 연료로 활용이 가능한 장점이 있다. 특히, 고체산화물 연료전지시스템을 통한 수소-전기 변환효율은 50% 내외로 상당히 높다. 고체산화물 연료전지시스템의 기술 성숙도는 고분자전해질 연료전지시스템보다는 낮지만, 높은 전기 효율을 바탕으로 점진적 상용화 실적을 보여주고 있다. 고체산화물 연료전지시스템의 출력규모는 1 ~ 3,000 kW로 소/중/대규모 설비에 다양하게 적용된다. 농촌 지역, 폐기물 처리시설, 중대형 상업 및 주거시설 등 다양한 곳에서 활용할 수 있고, 타 연료전지시스템과 비교하여 양질의 폐열(높은 작동 온도로 인한)을 제공하여 열병합 분산 발전원으로서의 활용도 또한 높다. 향후 연구 방향 기존 바이오가스 에너지화 고체산화물 연료전지시스템은 높은 전기 효율에도 불구하고, 지나치게 높은 작동 온도로부터 기인한 경제성(예. 제한된 소재, 복잡한 열관리) 및 실용성(예. 느린 시동) 측면의 약점이 있다. 이에 따라 기존보다 작동 온도를 낮추기 위한 노력(600°C 이하 운전)이 활발히 이루어지고 있으며, 작동 온도 저감 시 요구되는 반응성(예. 전기 효율) 및 내구성(예: 소재 수명) 확보를 위한 기술개발이 요구된다. 한편, 고체산화물 연료전지시스템 또한 타 에너지화 시스템과 마찬가지로 바이오가스 에너지 전환시 이산화탄소가 생성된다(전기화학 반응 시 메탄에 포함된 탄소와 외부 공급 산소 반응 결과물). 탄소중립 미래상 구현을 위하여 에너지화 과정에서 생성된 이산화탄소는 회수하여 시스템 내에서 활용하거나 외부에서 활용 또는 저장할 필요가 있다. 이에 따라, 차세대 바이오가스 에너지화 고체산화물 연료전지시스템의 기술개발 방향으로 1) 작동 온도저감과 2) 이산화탄소 회수를 제안한다(그림 1). 참고자료 Stephen J. McPhail, Luigi Leto, and Carlos BoiguesMuñoz (2013) International Status of SOFC deployment 2012-2013 Chad W. Blake and Carl H. Rivkin (2010) Stationary Fuel Cell Application Codes and Standards: Overview and Gap Analysis 환경연구본부 게시일2026-01-05 조회수 8
• 건설기술정보시스템(CODIL)의 과거, 현재 그리고 미래 연구자: 정성윤 KICT 미래스마트건설연구본부 연구위원 건설기술정보시스템(CODIL) 소개 건설사업은 일반적으로 계획하고 준공하기까지 수년이 소요되고 한번 집행된 예산은 회수가 어렵다. 구조물이 완공되면 다른 목적으로의 변경도 쉽지 않다. 특히, 구조물에 하자가 발생하면 사회적, 경제적 손해뿐만 아니라 이용자의 안전에도 막대한 영향을 초래한다. 따라서 시공 과정에서 암묵지 성격의 기술과 경험이 뒷받침되어야 한다. 건설사업을 통해 습득한 기술과 경험은 각종 보고서, 원가절감·우수 등 사례집 등에 기록한다. 하지만 이러한 자료는 발주자와 계약자만 가지고 있는 경우가 많다. 건설기술정보시스템 운영팀에서는 건설기술 자료수집에 있어 건설 현장에서 겪는 애로사항을 파악하기 위해 2015년부터 2024년까지 매년 설문조사를 실시하였다. 표 1에서 보듯이 필요로 하는 자료의 소재 파악이 어렵고 자료가 분산되어 원하는 자료 획득에 많은 어려움이 있는 것으로 파악되었다[1]. 이러한 건설 현장의 어려움을 해소하면서 국내 중소·중견 건설 및 건설엔지니어링 업체의 기술경쟁력 강화를 위해 한국건설기술연구원은 국토교통부로부터 위임을 받아 건설기술정보시스템(Construction Technology Digital Library, CODIL)을 운영하고 있다[2]. CODIL은 건설기술 서지정보와 원문 자료를 DB로 구축하여 누구나 무료로 이용할 수 있도록 건설기술정보 유통 체계 구축을 목표로 하고 있다. CODIL은 그림 1과 같이 건설기준, 연구개발, 건설 실무, 정보 광장 등 72,434건의 건설기술정보를 DB로 구축하였다. 2010년 후반부터 건설 현장에서 인공지능을 포함한 스마트 건설기술에 관한 관심이 고조되고 있다. 하지만 단순히 텍스트 기반의 정보 서비스 체계로는 이러한 시대적 변화 요구를 충족시키기에는 한계가 있다. 본 고에서는 건설기술정보시스템의 과거와 현재를 돌이켜 보고 앞으로 어떤 방향으로 건설기술정보 서비스 체계를 발전해야 할지를 모색하고자 하였다. 건설기술정보시스템(CODIL)의 과거와 현재 CODIL은 크게 건설기술정보시스템의 준비 단계(1987~2000), 구축 및 확장 단계(2001~2012), 운영 및 유지관리 단계(2013~현재)로 구분할 수 있다. 준비 단계에서는 1987년에 한국건설기술연구원이 정부 출연 연구기관으로 전환하면서 자료실을 설치하여 운영하였다. 건설업체 해외 현장의 지원에 필요한 해외 국제규격, 해외 기술보고서 등을 오프라인으로 서비스하였다, 1990년대 중반에 PC와 인터넷 보급이 확산되면서 오프라인에서 온라인 방식으로 정보서비스를 전환하기 시작하였다. 1999년에는 건설교통기술혁신 5개년 사업의 일환으로써 전자도서관 구축 계획을 수립하였다. 구축 및 확장 단계에서는 2001년부터 국가지식정보자원관리 사업자로 선정되어 건설기술정보시스템을 구축하기 시작하였다. 2008년부터는 중소 건설업체 중심의 정보서비스 지원을 개시하였다. 이 단계에서는 건설 현장의 서비스 변화 요구에 부응하기 위해 건설전자정보관, 건설교통전자정보관, 국토해양전자정보관, 국토교통전자정보관, 건설기술정보시스템 등으로 명칭이 바뀌었다. 운영 및 유지관리 단계에서는 2013년부터 해외 건설 현장에서 필요로 하는 각종 해외 건설기술/관리정보, 해외사례/동향 정보, 기타 정보(해외규격·기준) 정보를 DB로 구축하였다. 해외 건설기술정보 서비스의 일원화를 위해 2016년에 해외건설기술정보 DB를 해외건설엔지니어링 정보시스템으로 이관하였다. 현재에는 건설공사 실무정보, 원가절감사례정보, 건설보고서, 건설기준, 연구개발, 정보 광장 등 국내 위주의 건설기술정보 DB를 제공하고 있다. 2021년에는 코로나19에 대응 정보와 중소기업 지원정보를 확대하여 서비스하였다[3]. 이러한 노력 덕분에 지난 5년 동안 연평균 3.5백만 명이 CODIL을 방문하였다. 이처럼 CODIL은 정보기술 발전과 이용자의 요구에 부응하면서 국내에서 최고의 건설기술정보 포털플랫폼으로 자리매김하고 있다. 건설기술정보시스템(CODIL)의 미래 2020년대 들어오면서 ChatGPT 등 AI 기술 보급이 급속히 확산되면서 건설 현장에서도 인공지능을 응용한 스마트건설기술에 관한 관심이 높아지고 있다. 특히, 2021년 11월에 「스마트건설기술 활성화 지침」을 시행하면서 스마트건설기술 개발과 지원을 위한 예산 배정을 늘리고 있다. 과거처럼 건설 현장의 변화에 신속히 부응하기 위해서는 단순한 정보 서비스 체계로는 이러한 변화 요구를 만족시킬 수 없을 것이다. 예를 들어, 건설 현장에서 필요한 기술을 예측하고 건설사업 관리 과정에서의 정확한 의사결정에 필요한 정보를 제공하는 등의 인공지능 시대에 부응할 수 있는 정보서비스 체계로의 탈바꿈이 필요한 시기이다. 즉, 앞으로의 10년을 건설기술정보시스템의 고도화 단계라고 할 수 있다. 이를 위해서는 먼저, CODIL에서 구축한 DB를 기초데이터로 하여 건설기술과 관련한 유의어 사전(Thesaurus)을 구축할 필요가 있다. 유의어 사전은 특정 단어가 갖는 암묵적인 동의어, 반의어 등을 개념적, 의미적 (semantic) 연관관계를 규정한 어휘 목록을 말한다. 건설기술 유의어 사전을 구축한다면 AI를 접목한 대부분의 스마트건설기술에서 활용될 수 있다. 두 번째로, 앞으로 늘어날 스마트건설기술 이용자의 서비스 제고를 위한 DB 확충이 필요하다. 예를 들어, 현재 CODIL에서 스토리텔링 형식으로 서비스되고 있는 디지털 트윈, 자율주행, 인공지능(AI) 등 12종의 스마트건설기술과 연관되는 우수사례 및 적용 사례, 공공 및 민간의 보유기술 등의 콘텐츠를 발굴, 가공하여 가상현실에서 체험할 수 있는 새로운 AI 데이터 포털서비스의 전환이 필요할 것으로 사료된다. 참고자료 [1] 정성윤, 김진욱, 건설기술정보 수집 및 이용의 애로사항 변화 추세 분석, 한국콘텐츠학회 2025 종합학술대회, Vol.23. No1, pp.131-132. [2] 건설기술정보시스템, https://www.codil.or.kr. [3] 정성윤, 김진욱, 24 건설기술정보 DB 및 서비스 시스템 운영, KICT 2024-088, pp.11-22. 미래스마트건설연구본부 게시일2026-01-05 조회수 10
• 국가 균형성장을 위한 건설·국토관리 지역 현안과 트렌드 연구자: 최영희 KICT 건설산업진흥본부 선임기술위원 정부의 ‘5극 3특 전략’이 지향해야 할 지역의 미래 변화 방향 ‘5극 3특’ 균형성장 전략과 그 의미 우리나라는 짧은 기간에 전 세계가 놀랄 만큼의 경제성장을 이루어 세계 10대 경제대국이 되었다. 반면 전 세계가 우려할 정도의 인구위기에 직면해 있다. 인구위기를 중대 사회문제로 인식하여 다양한 해결을 시도하고 있지만, 인구감소는 지역소멸위기로 심화되고 있다. 지방소멸이 더 이상 특정 지역의 문제가 아니라 대한민국의 지속가능성을 위협하는 국가적 위기라는 인식이 고조되는 가운데 최근 새 정부의 지역공약이 발표되었다. 이재명 대통령은 지금까지의 수도권 일극 체제 탈피 의지를 담은 5대 초광역권(수도권·동남권·대경권·중부권·호남권)과 3대 특별자치도(제주·강원·전북)를 중심으로 경제·생활권을 새롭게 만들자는 ‘5극 3특’의 균형발전 개념을 제시하였다. 지금까지의 균형발전 전략이 수도권의 사람과 자본을 지방으로 분산시켜 지방을 살리려는 정책이었다면, 이제부터는 5대 초광역권과 3대 특별자치도를 기반으로 산업, 일자리, 교육, 의료, 주거의 경제·생활권을 새롭게 만들겠다는 전략, 수도권이라는 하나의 엔진이 아닌 5극 3특이라는 다양한 엔진으로 움직이는 대한민국을 만들어 지속가능한 성장을 담보하겠다는 전략으로 풀이된다. 그렇다면 이 ‘5극 3특 균형성장 전략’이 궁극적으로 도달해야 할 지역의 미래는 무엇인가? 지역주민이 원하는 미래의 방향은 어디를 향하고 있는가? 출연연의 역할과 책임 구현을 위한 KICT 지역협력 로드맵 한국건설기술연구원(이하 건설연, KICT)은 국내 유일의 건설기술 분야 정부출연연구기관으로서 건설 및 국토관리분야의 원천기술 개발과 성과 확산을 통해 건설산업 발전, 국민 삶의 질 향상, 국가경제・사회 발전에 기여함을 목적으로 1983년 설립되었다. 공공기술의 지자체 전파를 통해 국토 균형발전에 기여해야 할 역할과 책임을 지닌 건설연이 지역 관-산-연 융합 지역협력사업 발굴 및 수행을 지원하기 위해서는 지역별 현안 분석 및 협력과제 도출, 사업화 전략 및 실행방안 수립이 필요하다. 따라서 건설연은 2024년 지역협력 역점사업으로 KICT 우수성과의 국내 확산과 지역혁신 지원을 위해 지자체별 환경변화에 대응 가능한 중단기적 현안해결 전략인 ‘KICT 지역협력 로드맵’을 수립하였다. 로드맵 수립을 위해 건설연 연구개발을 통해 해결할 수 있는 지역별 현안을 발굴하고자 건설연과 MOU를 체결한 경남·경북·울산·전남·제주 지역과 협력하여 대상지역별 건설·국토관리 관련 이슈를 파악하였다. 구체적으로 건설·국토관리 키워드(중앙선거관리위원회의 ‘정책선거 문화 확산을 위한 언론기사 빅데이터 분석 결과’를 기반으로 157개 선별)를 활용하여 지역 뉴스 및 22대 총선과 제8회 지방선거 출마자들의 공약 그리고 지역연구원 간행물을 조사하여 지역별 후보현안을 도출하였다. 그 후 후보현안 해결의 필요성과 시급성을 파악하기 위해 1,000명의 주민을 대상으로 설문조사를 실시하는 한편, 후보현안에 관한 현황 및 애로사항을 확인하고자 147명의 지역공무원을 대상으로 인터뷰를 실시하였다. 다양한 문헌조사를 통해 도출한 지역별 후 보현안(20개씩 총 100개)과 지자체 담당자 인터뷰에서 확인한 추가 현안을 KICT 연구분야(도로교통, 구조, 지반, 건축, 수자원하천, 환경, 미래스마트 건설, 화재, 건축에너지, 건설시험, 건설산업, 건설정책)와 매칭시켜 총 88개의 현안으로 최종 정의하였다. 이 과정에서 특히 주목해야 할 것은 지역주민 설문조사 결과, 모든 지역에서 교통안전 · 노후시설 · 자연재해 관련 현안에 관하여 해결의 필요성과 시급성이 높게 나타났다는 점이다. 현안 해결의 필요성과 시급성이 높은 현안을 지자체별로 살펴보면 경상남도는 대중교통 시스템, 도로안전, 교통인프라, 보행안전, 교통 혼잡, 주차공간, 노후 상수도, 지능형 방범시스템, 경상북도는 교통인프라, 보행안전, 블랙아이스, 주차공간, 악취·소음, 탄소배출 저감, 지능형 방범시스템, 하천·상하수도, 울산광역시는 산업단지 안전사고, 노후시설 화재사고, 도로 혼잡, 노후 상수도, 홍수 예방, 주차장 부족, 전라남도는 물 부족, 배수 개선, 교통체증, 도로시설물 안전, 산업단지 환경오염, 소방차 진입로 확보, 하천환경 훼손, 집중호우, 제주특별자치도의 경우 골프장 오·폐수, 해양 쓰레기, 노후 하수처리시설, 이면도로 안전, 주차공간 부족, 집중호우, 폭설 등으로 나타났다. 메가트렌드로 본 지역 현안 발생 배경 지역별 현안 해결을 위한 연구개발 시 고려해야 할 미래의 변화 방향을 제시하기 위해서는 지역별 현안 발생 배경을 이해할 필요가 있다. 이를 위해 한국과학기술기획평가원에서 수행한 「제6회 과학기술예측조사」의 메가트렌드 분석 내용을 검토하여 거대 환경변화 관점에서 현안이 발생한 원인과 향후 변화 방향에 관한 시사점을 살펴보았다. 81개 지역현안이 3개 메가트렌드-4개 미래이슈-13개 세부이슈와 매칭되었는데 사회구조의 변화와 매칭되는 현안이 가장 높은 비율을 차지하였고 지구환경 변화와 자원의 개척, 디지털 세상 순으로 매칭되었으며, 세부이슈로는 지방 중소도시의 몰락이 가장 많이 매칭되었다. 이러한 매칭결과를 통해 5개 지역 공통으로는 ‘고령화’, ‘메가시티·메가리전’, ‘온난화 심화에 따른 이상기후 현상’이라는 3가지 세부이슈에 기인하여 건설·국토관리 현안이 발생하였음을 알 수 있었다. 고령화라는 메가트렌드는 특정 지역이 아닌 국가 전체적으로 발생하는 인구감소 패턴으로 지역에서 생활인구는 감소하는 반면 보호대상자는 증가하는 문제의 원인으로 작용한다. 메가시티·메가리전은 제주특별자치도를 제외한 지역에서 발생하는 현상으로 생산가능인력이 지역을 떠나 거대도시로 이주하는 현상으로 생활인구 감소와 지역경제 악화의 원인이 된다. 온난화 심화에 따른 이상기후 현상은 전 지구적 현상으로 태풍·집중호우·폭염·가뭄·폭설 등 다양한 형태의 자연재해를 일으켜 재난재해 준비가 어려운 지역에서 재산·인명 피해의 원인으로 작용한다. 또한 지역별 현안 특성에 따라 미래변화 방향에 관한 주민의 인식도가 다르게 나타남도 확인할 수 있었다. 경상남도 지역주민은 ‘안전한 경상남도’ 관련 현안을 선호하고, 경상북도 지역주민은 ‘깨끗한 경상북도’, 울산광역시 지역 주민은 ‘안전한 울산광역시’, 전라남도 지역주민은 ‘편리한 전라남도’, 제주특별자치도 지역주민은 ‘풍요로운 제주특별자치도’ 관련 현안을 선호하고 있다. 지역주민이 원하는 미래와 정책 대응 방안 따라서 앞으로 지역을 주민들이 원하는 살기 좋은 지역으로 성장 발전시키려면 메가트렌드에 대응하여 안전·깨끗·편리·풍요라는 4가지 방향에 따른 변화를 만들어 나갈 필요가 있다. ① 안전한 지역: 지역경제가 어려운 상황에서 보호대상자와 자연재해의 증가가 예측됨에 따라 안전한 지역으로 변화가 필요하다. 집중호우·폭염·폭설 등 자연재해 예측을 통한 주민보호와 자연재해 발생 시 주민 보호 방안, 교통안전·시설물안전·화재안전 등 여러 사고로부터 지역주민 보호 방안을 마련해야 한다. ② 깨끗한 지역: 전 지구적으로 발생하는 이상기후 대응을 목표로 탄소중립과 깨끗한 대기·토양·하천 보호를 통해 지역주민의 쾌적한 생활환경 보장이 필요하다. 이를 위해 지역 내 에너지 절감을 통한 탄소중립 달성 방안, 지역 내 하천·토양·대기오염 방지와 악취 방지 및 친환경 폐기물처리 등 주민 삶에 영향을 미칠 수 있는 환경오염 대응 방안을 마련해야 한다. ③ 편리한 지역: 생활인구가 감소한 농어촌·구도심 주민과 인구밀도가 높아진 신도심 주민의 교통·생활환경 불편을 해소하는 편리한 지역으로 변화가 필요하다. 농어촌·구도심지역 대중교통 및 거주환경 개선 방안, 도심 지역에서의 교통 혼잡 및 거주환경 개선 방안을 마련해야 한다. ④ 풍요로운 지역: 지역경제를 활성화할 수 있는 지역산업 발전과 생활인구를 증가시킬 수 있는 풍요로운 지역으로 변화가 필요하다. 관광자원 활용과 관광업 육성을 통한 지역경제 활성화 및 생활인구 확대방안, 지역 내 생활환경 개선을 통한 생활인구 확대방안 마련이 필요하다. 국가 균형성장에 기여하는 건설기술 기반의 지역 현안 해결 국토의 균형성장에는 사회기반시설 구축 및 유지관리가 반드시 수반되어야 한다. 이에 한국건설기술연구원은 40년 이상 축적해온 연구역량을 바탕으로 지역성장 촉진을 추진하고 있다. 지역소멸위기 극복방안으로 건설연은 정출연으로서는 유일하게 지역협력에 특화된 정규조직(지역협력진흥실)을 설치하여 건설연과 지역이 함께 협력하고 성장하는 모델을 확립해 나가고자 광역지자체·지역연구원·지역테크노파크 간 협력네트워크 구축, 지역현안 발굴, 해결방안 모색, 성공사례 확산에 노력하고 있다. 특히 국가 균형발전 기여라는 목표 아래 「지역 문제해결형 실증 연구개발사업」을 추진하여 지역기업 대상 기술이전을 통한 사업화뿐만 아니라, 노후·낙후 지역의 국토인프라 환경 개선, 지역주민 안전확보, 지역경제 활력 제고, 지역의 지속가능한 성장에 기여하고 있다. 앞으로도 건설연은 우리나라 모든 지역이 안전하고 깨끗하고 편리하며 풍요로운 지역이 될 수 있도록 국민의 삶의 질 향상 및 사회문제 해결에 직결되는 기술개발과 정책연구에 매진할 것이다. 연구의 현장적용성이 잘 확보되어 우리의 건설기술이 우리나라 균형성장에 기여할 수 있도록 독자 여러분의 관심과 협력을 기대한다. 참고자료 한국건설기술연구원, KICT 지역협력 로드맵: 경남·경북·울산·전남·제주, 2024 중앙선거관리위원회, 정책선거 문화 확산을 위한 언론기사 빅데이터 분석, 2023 한국과학기술기획평가원, 제6회 과학기술예측조사 연구, 2021 대통령직속 지방시대위원회 홈페이지(https://www.balance.go.kr) 건설산업진흥본부 게시일2026-01-05 조회수 7
• 협력 속에서 답을 찾는 미래 설계자 연구자: 서현석 KICT 환경연구본부 수석연구원 편안하고 안정적인 길을 뒤로하고, 스스로 과제를 발굴하며 미래 인프라의 안전을 설계하는 연구자가 있다. 에너지 플랜트와 수소 인프라 설계·실증, 그리고 현장 적용까지 이어지는 과정을 통해 그는 안전과 신뢰성을 기술로 입증하고 있다. 한국건설기술연구원 환경연구본부/수소인프라센터의 서현석 수석연구원이다. 안전한 설계로 미래를 준비하는 연구자 서현석 수석연구원은 에너지 플랜트와 수소에너지 인프라 설계기술, 실증연구를 주력으로 한다. 순한 설계 업무를 넘어, 설계 초기 단계부터 안전성을 확보하기 위해 열유 동해석 기반 시뮬레이션과 신뢰성 평가를 병행한다. 이를 통해 기술이 실제 현장에서 안정적으로 작동할 수 있는지를 면밀히 검증한다. 그가 속한 환경연구본부는 도시 수처리와 자원순환, 폐수처리 및 바이오매스 기반 신에너지 생산, 비전통 에너지자원 공정 최적화, 수소도시 인프라 안전성 확보 등 다양한 분야를 연구한다. 이 가운데 서 연구원은 안전 기반 수소 인프라 설계 및 실증 기술에 집중한다. “수소에너지는 친환경 성과 효율성에서 주목받지만 폭발과 누출 위험이 있기 때문에 안전성 확보가 상용화의 핵심 전제”라고 강조한다. 연구를 선택한 이유, 그리고 보람 2023년, 한국건설기술연구원으로 자리를 옮긴 그는 현재까지 다양한 연구 과제를 수행 중이다. “연구 성과를 달성하기 위해 거치는 모든 과정이 미래의 중요한 자산이 된다.”는 것이 그의 생각이다. 논문과 특허 같은 정량적 성과뿐 아니라, 여러 기관과의 협업으로 얻는 정성적 성과 역시 “모두 소중한 기억”이라고 덧붙인다. 이전에는 민간기업에서 시뮬레이션 기반 신뢰성 평가 업무를 맡아 안정적인 생활을 이어갔다. 하지만 그는 “학위 과정 때부터 꿈꿔왔던 자기 주도적 연구를 하고 싶었다.”고 회상한다. 다양한 과제를 발굴하고 폭넓은 네트워크를 형성 할 수 있는 환경을 찾던 그는, “출연연구기관이야말로 그 목표를 실현할 수 있는 최적의 장소”라고 판단했다. 만약 다른 길을 걸었다면, 민간기업에서 비슷한 업무를 이어갔을 가능성이 크지만, “그랬다면 지금처럼 다양한 연구에 도전하며 시야를 넓히는 기회는 없었을 것”이라고 말했다. 연구와 삶의 균형을 만드는 시간 서현석 수석연구원은 일상 속에서 에너지를 재충전할 수 있는 시간을 소중하게 여긴다. 그는 “야구, 테니스, 골프 등 야외 스포츠 활동을 특히 좋아한다.”며, 이를 통해 업무 스트레스 해소와 건강 관리를 함께 이어가고 있다고 전했다. 연구실 밖에서 땀 흘리는 순간들은 단순한 취미를 넘어, 연구를 위한 체력과 집중력을 유지하는 원동력이 된다. 연구가 예상치 못한 난관에 부딪힐 때, 그는 걷기를 택한다. “스트레스 원인을 곱씹기보다 걷는 시간 자체를 즐기려고 합니다. 그렇게 걷다 보면 마음이 편안해지고, 문제를 새로운 시각에서 바라볼 수 있게 됩니다.” 이 단순하지만 효과적인 습관은 복잡한 생각을 정리하고, 막혔던 길을 다시 열어주는 중요한 계기가 된다. 협력과 존중으로 완성되는 연구 연구의 보람을 묻자 그는 주저 없이 “함께 이뤄낸 성과에서 가장 큰 의미를 찾는다.”고 답한다. 출연연의 연구는 대부분 여러 기관과의 협력 속에서 진행된다. “각 기관이 가진 장점을 극대화해 하나의 목표를 완성하고, 이를 실제 현장에 반영하는 과정을 경험할 때 연구자로서 큰 성취감을 느낍니다.” 이러한 경험은 단순한 결과물 이상의 의미를 지니며, 자신을 한 단계 성장시키는 자산이 된다고 한다. 또한 그는 건설기술 분야 발전을 위해 세대 간 간극을 줄이는 노력이 필요하다고 강조한다. “시니어 연구자의 경험과 지식은 소중하지만, 이는 주니어 연구자들의 노력과 헌신이 있었기에 가능했던 성과입니다. 서로를 존중하고 배려하는 문화가 자리 잡아야 합니다.” 서 연구원은 건강한 연구문화가 곧 기술 발전의 토대라고 믿는다. “협력과 존중이 어우러진 환경에서만 진정한 발전이 가능합니다.” 환경연구본부 게시일2025-12-02 조회수 61
• 건설 현장에 한 걸음 앞둔 구조물 원격시공 기술 연구자: 이상윤 KICT 구조연구본부 연구위원 들어가며 우리나라를 비롯한 주요국들은 고령화와 생산가능인구 감소로 인한 안전성과 생산성의 저하 문제를 겪고 있다. 영국(Construction 2025), 일본(i-Construction 2.0)과 같은 주요 국들은 이러한 문제를 해소하기 위한 다양한 정책을 추진하고 있다. 우리나라도 국토교통부의 「스마트 건설 활성화 방안」, 「제7차 건설기술진흥기본계획(`23~`27)」을 통해 건설현장의 안전과 생산성을 향상시키기 위한 정책을 펼치고 있다. 한국건설기술연구원에서는 국토교통부의 ‘스마트건설기술개발사업’을 통해 2020년부터 대표적인 도로구조물인 교량을 대상으로 위험한 공정에 노출되는 작업자를 대신하여 로봇이 원격으로 시공할 수 있도록 하는 기술을 개발하고 있다. 교량 원격시공 기술은 두 가지 형태로 개발되고 있는데, 하나는 원격으로 교량용 거더를 정밀한 위치에 거치시키는 교량 거더 원격정밀거치 기술이고 다른 하나는 교각을 원격으로 시공하기 위한 교각 원격시공 기술이다. 이 글에서는 두 가지의 구조물 원격시공 기술을 소개하고자 한다. 교량 거더 원격거치 기술 교량을 건설하는 과정에서 교량의 바닥판을 지탱하는 거더(또는, 빔)를 교각 위에 설치하는 작업이 필요한데, 이 작업을 위해서는 거더가 교량 받침위에 정확히 놓이도록 거더의 위치를 세밀하게 조정해 줄 작업자를 교각 위에 투입해야 한다. 높게는 수십 m에 이르는 높은 위치에서 이루어지는 거치 작업은 사고의 위험이 높다. 교량 거더 원격정밀 거치 기술은 교각 위에 투입되는 작업자를 대신해서 로봇이 거더의 위치를 정밀하게 조정하는 기술이다. 이 때 사용되는 로봇은 거더를 거치하는 작업에 전형적인 형태로 개발된 것으로 거더 원격정밀거치로봇이라 부른다. 거더 원격거치 로봇은 크레인으로 인양하여 사용되는데, 기존에 이동식 크레인으로 거더를 들어 올리는 대신 거더의 양쪽 끝에 연결되는 로봇을 인양하는 형태로 운용된다. 크레인으로 거더에 연결된 거더 원격정밀거치로봇을 인양하여 거더를 교량 받침 인근으로 이동시키면, 이후에 이루어지는 거더의 수평위치 조정과 최종 거치 작업은 거더 원격정밀거치로봇이 수행하게 된다. 거더 원격정밀거치로봇의 조작은 지상에서 이루어진다. 지상의 로봇 조작자는 로봇과 거더에 설치되어 있는 카메라 영상을 통해 위치와 상태를 확인하면서 작업을 안전하게 수행 할 수 있다. 2023년에는 거더 원격정밀거치로봇 시제품 2기를 이용하여 교량 현장과 유사하게 조성된 테스트베드 현장에서 거더를 거치하는 작업을 성공적으로 수행한 바 있다. 이 기술을 성공적으로 적용하기 위해서는 거더의 수평위치 조정의 정밀도 확보가 중요한데, 테스트베드 현장 적용을 통해 연구개발 최종 목표로 설정된 수평위치 조정의 정밀도(오차 ± 3 mm 이내)를 확보할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 2024년에는 교량 건설 전문기업을 대상으로 개발된 기술에 대한 기술이전이 이루어졌고, 전문기업과 함께 2025년에 시제품 2기를 실제 교량 건설 현장에 적용할 계획이다. 개발된 거더 원격정밀거치 기술이 교량 건설 현장에 성공적으로 적용되고, 다른 거더 교량 건설 현장에 활용된다면 거더 가설 중 사고로 인한 인명피해를 줄이는데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다. 교각 원격시공 기술 현장타설 콘크리트 교각을 시공하기 위한 철근 연결, 거푸집 조립, 콘크리트 타설 작업은 시공 중인 교각에 설치된 작업대 위에서 이루어진다. 즉, 교각 시공 과정이 높은 위치에 설치된 작업대 위에서 이루어지기 때문에 사고의 위험이 높은 작업 중의 하나이다. 교각 원격시공 기술은 작업대 위의 작업자 대신 원격으로 제어되는 로봇을 투입하여 교각시공에 필요한 작업을 수행하는 기술이다. 콘크리트 교각 원격시공에 적용되는 로봇은 전형적인 다굴절 로봇팔 형태로 총 3기가 투입된다. 각각의 로봇은 교각 시공에 필요한 작업용 도구(End-Effector 또는 Attachment) 3가지를 교체해 가면서 철근망 설치, 철근 연결, 콘크리트 바이브레이팅 등 필요한 작업을 수행한다. 이들 작업에 필요한 작업용 도구들은 로봇의 뒤에 설치된 툴 스테이션(Tool Station)에 구비된다. 로봇이 설치되는 작업대는 로봇의 중량을 지지하고 자동으로 승·하강이 가능하도록 개발되었다. 맺음말 건설현장의 노동력 부족과 고령화 문제가 두드러지고 있는 상황과 로봇 및 관련 기술의 급속한 발전으로 인해, 건설분야에 로봇을 도입하기 위한 기술 개발이 활발하게 추진되고 있다. 건설 특히, 시공을 위한 로봇 기술은 아직까지 태동기라 할 수 있겠지만, 최근의 정부와 민간 기업의 적극적인 건설 로봇 관련 기술 개발 분위기로부터 머지않은 미래에 로봇이 건설 현장의 노동력을 상당 부분 대신하게 될 것으로 예상된다. 이 글에서 소개한 것과 같이, 로봇을 이용한 거더 원격 정밀거치 기술은 건설현장 적용을 앞두고 있고 사업화가 추진될 예정이다. 로봇으로 인한 건설 현장의 변화가 급격하게 이루어질 수는 없겠지만, 거더 원격정밀거치 기술과 같은 현장적용 사례는 건설 현장의 변화를 촉진하는 마중물이 되어줄 것으로 기대한다. 참고자료 HM Government (2013). Construction 2025. 국토교통성 (2024). 「i-Construction 2.0」 으로 책정, 보도자료(2024.04.16.). 국토교통부 (2022), 스마트건설 활성화 방안. 국토교통부 (2023), 제7차 건설기술진흥 기본계획. 구조연구본부 게시일2025-12-02 조회수 46
• 주거 공간으로의 로봇 도입, Human-Robot Interactive 건축 기술 연구 연구자: 양현정 KICT 건축연구본부 전임연구원 들어가며 최근 로봇 기술은 Physical Computing과 Generative AI의 융합, 그리고 휴머노이드 개발의 진전을 중심으로 고도화되고 있으며, 이에 따라 로봇의 역할과 활용 영역은 과거의 단순 자동화 기능을 넘어 인간과의 정교한 상호작용 기반으로 급속히 확장되고 있다. 과거 산업 현장에서 주로 사용되던 제조용 로봇이 이제는 일상생활 속 다양한 상황에 능동적으로 대응하는 서비스로봇으로 전환되고 있으며, 이는 기술 진화의 필연적 흐름이자 사회적 요구에 부합하는 방향이라 할 수 있다. 특히 이러한 기술 발전은 고령화 사회라는 인구 구조의 변화에 대응할 수 있는 유력한 해법으로 주목받고 있다. 돌봄인력 부족, 노인의 독립적 생활 유지, 정서적 고립 문제 등 다양한 사회적 과제를 고려할 때, 로봇은 단순한 보조도구를 넘어 의미 있는 생활 파트너로서의 역할을 수행할 가능성을 갖고 있다. 예컨대, 사람의 언어와 감정을 이해하고 반응하는 휴머노이드 로봇은 고령자의 신체적·심리적 건강을 동시에 지원할 수 있는 잠재력을 지닌다. 이와 같은 맥락에서, 주거 공간은 로봇이 인간과 가장 밀접하게 상호작용하게 되는 핵심 환경이며, 단순한 거주 기능을 넘어 인간-로봇 상호작용(Human-Robot Interaction)을 전제로 한 건축 기술과 공간 설계의 전환이 요구된다. 본 연구는 이러한 배경에서, 주거환경 속에서 로봇의 자연스러운 작동과 사용자 중심의 상호작용이 가능하도록 지원하는 Human-Robot Interactive 건축 기술에 대해 연구하고자 하며, 이를 통해 거주자의 삶의 질을 높이는 새로운 주거 패러다임을 제시하는 데 목적이 있다. 휴먼-로봇-인터랙티브 건축 기술 연구 개요 휴먼-로봇-인터랙티브 건축 기술 연구는 다수의 인간로봇 상호작용을 넘어 건물과 공간과의 통합적 협력 시스템 개발을 확장할 필요가 있음에 주목하여, 인간친화적 로봇 상호작용 건축기술 개발(건축 공간 + 서비스)을 최종 목표로 한다. 세부적으로는 로봇-공간-인간 간 동적 상호작용 연구를 통해 로봇이 인간을 돕기 위한 공간 적응 방법을 제시하고, 건물 내 스마트 인프라와의 연동을 통한 실시간 데이터 분석 및 공간 최적화 기술을 개발하고자 한다. 연구는 3차년도에 걸쳐 단계적으로 수행된다. 1차년도에는 로봇 친화형 인터랙티브 건축 기술 개발을 위한 기반 마련 단계로, 건축공간 적용 로봇기술 현황조사를 바탕으로 주거공간 도입 로봇을 선정하고 휴먼-로봇 인터랙티브 운용 환경을 구축한다. 2차년도에는 인터랙티브 로봇 사용환경의 멀티모달데이터 활용 기술을 개발하고, 사용자 맞춤형 응답 최적화 기술을 구축하며, 기존 로봇 운영 시스템(ROS) 연계 제어 서비스의 프로토타입을 개발한다. 3차년도에는 실사용 환경에서 사용자 맞춤형 서비스를 검증하고, 건축 공간과 로봇 상호작용을 최적화하며, 휴먼빌딩-로봇 연계성을 종합적으로 검증한다. 본 연구는 KICT 8동 5층 ‘인터랙티브 스마트하우징 실험실’에서 기존 스마트홈 기능을 확장하여, Human-RobotBuilding 간 인터랙티브한 상호작용 환경으로의 발전을 위한 상호작용 기반의 기술환경 구축과 건축공간 개선을 구현하고자 한다. 돌봄로봇 동향조사 및 서비스 분석 주거공간 로봇 서비스 도입을 위하여 상용화된 로붓을 중심으로 국내외 동향 조사를 수행하였다. 국내에서는 효돌(건강관리, 감성대화, 구조요청), 파이보(시니어케어, 아이돌봄) 등이 돌봄 서비스에 활용되고 있으며, 미국에서는 Stretch(가정용 모바일 매니퓰레이터), Moxi(의료/약품 배달, 실험실 샘플 전달) 등이 의료·돌봄 시설에 도입되고 있다. 일본은 Paro(물범 로봇), Lovot, Pepper 등 감성적 교감중심 로봇이 치매·우울증 관리에 활용되고 있어 반려·동반 로봇이 활성화되어 있다. 아직까지는 서비스 로봇이 다양하지는 않고, 상용화 된 로봇도 많지 않다. 도입 로봇의 선정을 위해서는 주거공간에 필요한 서비스를 검토하였다. 2024년 7월 정부에서 발표한 ‘시니어 레지던스활성화 방안’에서는 노인 단계별 필요서비스를 제시하였다. 3가지 노인 단계별로 ‘독립생활 단계’에서는 가사·식사 등 생활지원과 여가지원, 안부확인 등이 필요하며, ‘돌봄필요 단계’에서는 노인맞춤돌봄과 재가요양서비스, 안전주거, 헬스케어가 요구된다. ‘전문요양 필요 단계’에서는 고령자요양시설에서의 생활 및 요양지원이 필수적임을 확인하였다. 본 연구에서는 ‘돌봄 필요 단계’의 노인에 필요한 서비스를 로봇이 대신해 주는 방안을 검토하였다. 주거공간 도입 로봇 선정 및 기술 분석 스마트 주택에서 고령자 돌봄 로봇 서비스 시나리오 개발을 위해 3종의 상용화 로봇을 선정하였다. LG CLOi(배송로봇)는 식음료, 우편 및 필요물품 배달과 고객 환경 맞춤형 서비스를 제공한다. Roborock(가사로봇)은 공간 매핑 및 방향 탐지 기능을 탑재하여 자동화된 공간 청소를 제공한다. 효돌이(소셜로봇)는 사물인터넷(IoT) 기술을 적용하여 24시간 고령자 생활, 정서, 안전관리 정보를 제공한다. 이들 로봇은 Home Assistant 플랫폼을 통해 통합 관리되며, 로봇별 관제 플랫폼 연동 API를 사용하여 다양한 주거관리 서비스를 구현할 수 있도록 설계하였다.인터랙티브 환경은 향후 휴머노이드 로봇 도입시에 활용할 수 있도록 오픈된 시스템으로 구축 하였다. 스마트 주택의 로봇 역할 시나리오 기반으로 정리하였다. 만 67세 김여사의 일상을 모델로 한 스마트 주택의 서비스 시나리오를 개발하였다. 평일 아침부터 밤까지의 생활패턴을 분석하여 로봇 기술을 매칭한 결과, 이동지원 로봇기술(낙상 방지, 경로 안내, 짐 운반), 가사보조 로봇 기술(요리, 세탁, 청소, 설거지 자동화), 상호작용 로봇 기술(음성 인식, 감성 피드백, 시각·청각 보조), 스마트 환경 연동 기술(커튼, 조명, 가전 제어), 건강/생활 모니터링 기술(수면, 낙상, 온습도 감지) 등 5개 핵심 기술 영역을 도출하였다. 로봇 친화형 주거 공간을 위한 연구 로봇 도입을 전제로 한 주택의 공간 변화 가능성을 검토하기 위해, 본 연구에서는 로봇 친화형 건축물 인증제도에 대한 분석을 수행하였다. 현재 해당 인증제도는 로봇 활용이 활발한 일반 건축물을 중심(비주거)으로 운영되고 있으며, 주거공간을 대상으로 한 적용은 아직 초기 단계에 머물러 있다. 대표 사례로는 국내 최초이자 세계 최초의 로봇 친화형 건축물인 “네이버 제 2사옥이 있다.” 이 건물은 2022년 4월, 로봇 친화형 건축물 인증제도에서 최우수 등급을 획득하였으며, △건축·시설 설계 △네트워크·시스템 △건축 운영 관리 △로봇 지원 및 기타 서비스 등 총 4개 부문, 25개 평가 항목을 모두 충족하였다. 주요 특징으로는 로봇들의 자유로운 층간 이동을 돕는 세계 최초 로봇 전용 엘리베이터, 5G 브레인리스 로봇기술 기반의 다양한 서비스, 네이버 클라우드와 5G 네트워크 기반의 멀티로봇 인텔리전스 시스템 등이 있다. 약 100대의 ‘루키’ 배달로봇이 화재피난대응을 포함한 업무를 수행하고 있다. 본 연구는 이러한 인증제도와 사례 분석을 바탕으로, 주거 공간에 돌봄 로봇을 적용하기 위한 필수 공간 요소들을 도출하였다. 특히 주목할 만한 항목으로는, △사용자와 이동형 서비스로봇 간 교차 통행을 고려한 최소 유효 폭 1.2m이상의 이동 통로, △로봇 이동에 적합한 바닥 마감재(C.S.R 마찰계수 0.4 이상), △IoT 및 센서 기술 활용을 위한 통합 네트워크 구축 등이 있으며, 이는 향후 주거공간에 로봇을 도입하기 위한 핵심 기준으로 작용할 수 있을 것이다. 인터랙티브 환경 구축 및 데이터 수집 계획 한국건설기술연구원 일산본원 8동 5층에는 연면적 84㎡ 규모의 ‘인터랙티브 스마트하우징 실험실’이 구축되어 있다. 이 공간은 재실자의 행동 반응 및 생리 반응을 실시간으로 모니터링하고, 건강한 주거환경 조성을 위한 환경 자동제어형 스마트홈 기술을 개발하기 위한 통합 실험 공간으로 조성되었다. 현재 본 실험실은 기존 스마트홈 기능을 확장하여, Human-Robot-Building 간 인터랙티브한 상호작용 환경으로의 발전을 목표로 하고 있으며, 상호작용 기반의 기술환경 구축과 건축공간 개선을 병행하여 추진 중이다. 시스템 설계는 Human 요소(사용자 위치, 활동량, 수면 상태, 심박 수, 호흡률, 혈압, 맥박 등), Building 요소(온도, 습도, 조도, 공기질, 대기압, 소음, 가전기기 작동 상태 등), Robot 요소(로봇의 사용자와의 상호작용, 정신건강 관련 응답, 위치 추적, 충돌 감지, 작업 수행 정보, 근육 량 및 운동량 등)를 종합적으로 모니터링하고 분석할 수 있도록 [그림 4]와 같이 구성이 되어 있다. 또한, 실험실 내에 구축된 건물 내 스마트 인프라와의 연동을 통해, 실시간 데이터 분석과 각 요소 간의 양방향 상호작용이 가능하도록 시스템이 설계되어 있다. 이를 통해, 인간 중심의 맞춤형 주거환경 제공은 물론, 향후 돌봄 로봇과의 통합 운영 기술, 데이터 기반 환경 제어 알고리즘 개발 등으로의 확장이 기대된다. 맺음말 본 연구는 주택이라는 일상적 공간을 배경으로, 다양한 서비스 로봇의 도입 가능성과 이를 수용할 수 있는 건축 공간의 변화 및 상호작용 환경에 대해 본격적으로 탐구한 최초의 시도라는 데 의의가 있다. 로봇 기술 그 자체의 고도화를 목표로 한 연구는 아니지만, 로봇이 주거 공간에 실제로 적용되기 위해 필요한 물리적 조건과 상호작용 기반을 건축적으로 고찰함으로써, 향후 서비스 로봇의 실질적 활용과 가치 극대화에 기여할 수 있는 중요한 출발점을 마련하였다. 앞으로 본 연구가 제시한 공간적 대응 방향과 기술 통합 개념은, 고령화 사회 대응, 삶의 질 향상, 주거 서비스의 다양화라는 시대적 요구에 부응하는 지속 가능한 주거 모델 개발로 확장될 수 있을 것이다. 더불어 인간과 로봇의 공존을 위한 실천적 방안으로서, 건축-로봇 기술 융합의 새로운 가능성을 여는 밑거름이 되기를 기대한다. 참고자료 이관용, 구한민, 이윤서, 정민승, 윤동근, & 김갑성. (2022). 로봇 친화형 건축물 인증 지표 개발: 초점집단면접 (FGI) 과 분석적 계층화 과정 (AHP) 의 활용. 지적과 국토정보, 52(2), 17-34. 한국전자통신연구원. (2022). 고령 사회에 대응하기 위한 실환경 휴먼케어 로봇 기술 개발(과학기술정보통신부) 보고서 건축공간연구원. (2024). 로봇 친화형 건축물 설계 및 리모델링 핵심기술 개발(국토교통부) 보고서 Ivanov, Stanislav Hristov, and Craig Webster. (2017). Designing robot-friendly hospitality facilities. Proceedings of the scientific conference Tourism. Innovations. Strategies. Sheridan, T. B. (2016). Human–robot interaction: status and challenges. Human factors, 58(4), 525-532. Sartorius, Marie P., and Petra von Both(2022) “RuleBased Design for the Integration of Humanoid Assistance Robotics into the Living Environment of Senior Citizens.” Legal Depot D/2022/14982/02 : 367. 건축연구본부 게시일2025-12-02 조회수 66
• 탄소를 먹는 콘크리트, 탄소중립의 해법이 되다 연구자: 박정준 KICT 구조연구본부 연구위원(탄소중립 건설재료팀) 지구는 매년 이상기후라는 경고장을 보내고 있다. 폭우, 가뭄, 태풍으로 인한 인명과 인프라 피해가 반복되고, 온실가스 감축은 더 이상 선택이 아닌 생존의 과제가 되었다. 특히 시멘트·콘크리트 산업은 전 세계 온실가스 배출의 8%를 차지하는 대표적인 다배출 산업이다. 한국건설기술연구원 구조연구본부 탄소중립 건설재료팀은 이러한 현실을 정면으로 돌파하기 위해 ‘Carbon Eating Concrete(CEC)’ 기술을 개발했다. 이들의 목표는 단순히 배출을 줄이는 것이 아니라, 콘크리트 산업 전체의 탄소중립을 앞당기는 것이다. 탄소중립을 향한 도전, CEC 기술 개발 탄소중립 건설재료팀은 건설산업의 탄소중립(Net Zero) 달성을 목표로 연구를 이어가고 있다. 이들은 국내외에서 시급히 요구되는 탄소 감축 기술 개발에 대응하기 위해 시멘트·콘크리트 산업의 온실가스 문제에 정면으로 도전하고 있다. 연구팀의 핵심 연구 분야는 ‘Carbon Eating Concrete(CEC)’ 기술이다. 콘크리트 제조 과정에서 발생하는 이산화탄소를 콘크리트 내부 성분과 반응시켜 안정적인 광물 형태로 저장하고, 동시에 강도와 내구성을 높이는 것이 기술의 핵심이다. 배출가스를 단순한 오염원이 아닌 자원으로 활용하는 순환형 접근을 실현한 셈이다. 연구팀은 시멘트, 골재, 배합수 등 건설재료 전 과정에서 CO₂ 저장 가능성을 탐구하며 콘크리트 산업 전반의 탄소중립 효과를 극대화하는 데 초점을 맞추고 있다. 국내 최대 규모의 CO₂ 양생 장비를 활용해 교량용 프리캐스트 바닥판에 직접 CO₂를 저장하는 실증 연구에 성공했으며, 현장타설 레미콘에도 적용할 수 있는 ‘회수수 CO₂ 처리 기술’을 개발해 세계 최고 수준의 효율을 달성했다. 궁극적으로 연구팀은 소재개발–구조성능평가–현장적용–정책제안으로 이어지는 전주기적 연구 체계를 통해, 기술이 실험실에 머무르지 않고 실제 건설 현장에 안착할 수 있도록 하고 있다. 탄소중립을 앞당길 게임체인저, CEC 기술 국제에너지기구(IEA)는 콘크리트 제조 과정에서 CO₂를 활용하는 CCU(Carbon Capture Utilization) 기술이 전체 CCUS(탄소포집·저장·활용) 감축 목표 10Gt 중 1~15%를 담당할 잠재력이 있다고 전망한다. 이는 CEC 기술이 전 세계적으로 탄소중립을 앞당길 실현 가능한 해법임을 보여준다. CEC 기술은 CCUS 기술 체인에서 ‘키 플레이어’로 불린다. 산업 현장에서 포집된 CO₂를 대량으로 활용하고 동시에 안전하게 저장할 수 있는 거의 유일한 기술이기 때문이다. 탄소-연료전환이나 탄소-석유전환과 같은 다른 CCU 기술들이 아직 개념증명 단계에 머무르고 있는 것과 달리, CEC는 이미 실증을 통해 현장 적용 가능성을 입증했다. 연구팀은 국내 콘크리트 생산량의 20%만 CEC 기술로 전환해도 연간 52만 톤의 CO₂를 감축할 수 있으며, 이는 국내 CCUS 감축 목표의 약 4.9%에 해당한다고 전망한다. CEC 기술은 건설산업을 기후위기 대응의 주체로 전환시키는 핵심 열쇠다. 난관을 넘어선 융합 연구 하천실험센터의 가장 큰 강점은 실험실증 기반의 통합솔CEC 기술 개발은 단순히 CO₂를 콘크리트에 주입하는 문제를 넘어, 포집–활용–평가의 전 과정을 하나의 사슬로 연결하는 융합 연구다. 이를 위해 구조연구본부를 중심으로 건축·화재안전연구본부, 신한대, 연세대, ㈜지승C&I 등 산·학·연 전문가들이 참여해 초기 단계부터 정기 세미나와 토론을 이어왔다. 연구진은 서로 다른 전공 언어를 이해하고, 데이터를 공유하며 문제를 풀어나가는 과정을 거쳐 융합 연구의 모델을 만들어가고 있다. 가장 큰 도전은 실험실 수준에서 성공한 기술을 산업 규모로 확장하는 스케일업 과정이었다. 단순히 반응기 용량을 키우는 것을 넘어, 현장에서 요구하는 품질과 신뢰성을 갖춘 시제품을 대량 생산할 수 있는지 검증해야 했다. 대형 스케일에서 예상치 못한 반응 변동이 발생했을 때, 연구팀은 직접 여러 단계의 mock-up 반응기를 설계·제작하고, 시뮬레이션과 데이터를 반복적으로 분석해 최적 조건을 도출했다. 이러한 과정을 거쳐 현재는 레미콘과 프리캐스트 제품 생산 공장에서 실증 실험이 활발히 진행되고 있다. 확보한 데이터를 다시 연구에 반영해 설비와 공정을 개선하는 선순환 체계도 구축했다. 끊임없는 조정과 최적화 덕분에 CEC 기술은 점차 현장 표준으로 자리 잡아가고 있다. 전주기적 연구 역량과 팀워크 탄소중립 건설재료팀의 가장 큰 강점은 소재 개발에서 제도개선까지 이어지는 전주기적 연구 역량이다. 연구진은 단순한 소재 개발을 넘어 구조 부재의 안전성 평가, 현장 적용 검증, 기술 표준화와 정책 제안까지 하나의 흐름으로 연구를 수행한다. 이러한 접근은 실제 건설 현장에서 발생할 다양한 문제를 사전에 예측하고 해결책을 마련하게 해, 기술의 실용화 가능성을 크게 높인다. 이 모든 성과는 팀원들 간의 끈끈한 신뢰와 협력에서 비롯됐다. 탄소중립 건설재료팀은 직급이나 경력에 상관없이 누구나 자유롭게 의견을 제시하고, 서로 다른 관점을 존중하며 최적의 해결책을 찾아가는 수평적 문화를 지닌다. 수많은 시행착오와 실패를 극복하는 과정에서 팀원들은 서로를 격려하며 힘을 북돋아 주었고, 이러한 문화가 연구자들에게 긍정적인 자극이 되어 지속 가능한 미래를 함께 만들어가는 원동력이 되고 있다. 구조연구본부 게시일2025-10-28 조회수 171
• 물을 정화하고, 자원까지 회수하는 두 가지 힘 연구자: 안주석 KICT 환경연구본부 전임연구원 순환형 막결합 축전식 탈염(C-MCDI) 기술,자원회수형 수처리의 새로운 미래 물 부족과 수질 오염이 전 세계적으로 심화되면서, 제한된 수원을 효율적으로 활용할 수 있는 기술의 필요성이 커지고 있다. 특히 도서·벽지나 상수도 인프라가 부족한 지역에서는 안정적인 수처리와 자원 회수를 동시에 달성할 수 있는 혁신적 해법이 요구된다. 이러한 흐름 속에서 ‘순환형 막결합 축전식 탈염(Circulation-Type Membrane Capacitive Deionization, C-MCDI)’ 기술이 새로운 대안으로 주목받고 있다. Q1. ‘순환형 막결합 축전식 탈염 기술(C-MCDI)’에 대해 간략히 소개해 주시고, 개발 배경이나 필요성은 무엇인가요? 국내에는 지하수 기반 소규모 수도시설이 많고, 해외에서는 해안가 저염 지하수나 특정 이온이 고농도로 포함된 수원 처리가 필요한 경우가 많습니다. 이러한 수요에 대응하기 위해 개발된 기술이 C-MCDI입니다. 기존 MCDI는 전극과 이온교환막을 활용하지만 회수율이 낮아 많은 원수를 필요로 하는 구조였습니다. 반면 C-MCDI는 탈착 과정에서 발생하는 탈착수를 폐기하지 않고 별도의 순환 라인에서 반복 처리함으로써 회수율을 크게 높였습니다. 이 과정에서 특정 이온의 농도가 점차 높아져 단순 탈염뿐 아니라 자원 회수까지 가능하다는 점을 실험적으로 확인했습니다. Q2. 기존 기술과 비교했을 때의 차별성이나 강점, 그리고 경제성 측면의 이점은 무엇인가요? 가장 큰 차별성은 기존에 버려지던 탈착수를 재처리해 회수율을 높이는 구조에 있습니다. 덕분에 제한된 원수량으로도 안정적인 수처리가 가능하며, 이온 특성에 맞춘 순환수 운용으로 스케일링·파울링을 줄여 장기간 고효율 운전이 가능합니다. 에너지 소비는 원수의 염 농도에 비례하며, TDS 5,000 mg/L 이하에서는 1 kWh/m³ 이하의 저에너지 운전이 가능합니다. 설치비 역시 고압 용기나 대형 펌프 없이 저압·DC 기반 모듈로 구성되어 합리적입니다. 유지관리도 전력비와 주기적인 전극·막 교체가 주이며, 세정 빈도를 최소화해 운영비를 안정적으로 관리할 수 있습니다. Q3. 기술의 핵심 요소와 작동 원리를 설명해 주세요. C-MCDI는 다공성 탄소 전극, 양·음이온교환막, 전원 장치, 순환 계통으로 구성됩니다. 흡착(adsorption) 단계에서는 전압을 인가해 전극 표면에 전기이중층을 형성, 양이온과 음이온을 각각 흡착시켜 물의 무기물 농도를 낮춥니다. 이후 전압을 0V로 유지하거나 극성을 전환해 이온을 방출하는 탈착(desorption) 단계로 전환됩니다. 순환형 구조에서는 이 탈착수를 폐기하지 않고 탈착 전용 라인으로 되돌려 다음 탈착 단계의 공급수로 사용합니다. 이를 반복하면 처리수 품질을 유지하면서 회수율을 높일 수 있고, 특정 이온 농축 효과까지 얻을 수 있습니다. Q4. 현재 개발 단계와 사업화 가능성, 그리고 타겟 시장은 어디인가요? C-MCDI 기술은 고회수율·저에너지 수처리와 유가자원 농축 두 분야에서 동시에 개발되고 있습니다. 수처리 분야에서는, 국내 소규모 수도시설의 지하수 처리와 말레이시아를 비롯한 해양 ASEAN 국가의 염지하수 처리에 적용 가능한 하루 50톤 규모의 파일럿 실증 운전을 완료했습니다. 실증 결과, 원수 농도 1,000 mg/L TDS 조건에서 90% 이상의 제거 효율, 83.3%의 회수율을 달성하였으며, 에너지 소비량은 0.584 kWh/m³에 불과했습니다. 본 기술은 이미 국내 중소기업에 기술이전이 이루어졌으며, 현재 상용 모듈 개발과 해외 적용 확대를 추진 중입니다. 주요 타겟 시장은 국내외 소규모 수도시설, 도서·해안 지역 상수도, 그리고 저염 지하수를 수원으로 하는 지역입니다. 농축 분야에서는, 순환 구조를 활용해 특정 이온의 농도가 점진적으로 높아지는 현상을 실험적으로 확인했습니다. 현재는 가능성을 검증한 단계이며, 목표 이온의 농축도 향상과 선택성 확보를 위한 운전 조건 최적화 연구를 진행하고 있습니다. 이를 기반으로 산업폐수, 광산 배수, 배터리 제조 공정 등에서 유가자원 회수에 활용할 수 있는 고도화된 농축 기술로 발전시키는 것을 목표로 하고 있습니다. 농축 기술의 주요 타겟 시장은 금속·광물 자원화 산업, 2차전지 제조, 반도체 세정수 재이용, 그리고 고염도 산업폐수 처리 분야입니다. Q5. 상용화 시, 어떤 사회적·환경적 효과가 기대되나요? C-MCDI는 분산형 수처리에 최적화되어 도서·벽지나 개발도상국 등 상수도 인프라가 부족한 지역에서도 안정적인 물 공급이 가능합니다. 순환 처리로 물 자원을 절약하고, 저전력·DC 기반 구조로 태양광 등 재생에너지와의 결합이 용이합니다. 또한 모듈형 설계와 간단한 유지관리로 전문 인력이 부족한 지역에서도 장기간 안정 운전이 가능하므로, 물 복지 향상과 ODA 사업을 비롯한 국제개발협력 사업에서 지속 가능한 물 관리에 기여할 수 있습니다. Q6. 향후 연구 계획과 목표는 무엇인가요? 단기적으로는 탈착수 순환 최적화(순환수량·주기·전압파형), 전극·막 내구성 검증, 모듈·제어 SW 표준화로 상용화를 앞당길 예정입니다. 중기적으로는 태양광 연계 저전력 운전, 다양한 수질 조건별 운전 데이터 구축, 국내·해외 현장 실증 확대를 추진합니다. 농축 분야에서는 목표 이온 선택성과 회수율 향상, 침전·전기화학 회수 연계를 통해 ‘수처리+자원 회수’ 통합 솔루션을 구현하는 것이 목표입니다. 환경연구본부 게시일2025-10-28 조회수 71
• Agentic AI 기반 건설사업관리 디지털 인프라 구축 방향 연구자: 강고운 KICT 건설정책연구본부 수석연구원 1. 건설산업 디지털 전환의 필요성 및 추진배경 최근 국내에서 발생한 아파트 지하주차장 붕괴, 교량 붕괴 등의 부실 건설공사 사례를 통해 업계 전반의 투명성 및 신뢰성 개선에 대한 사회적 요구가 증대되고 있다. 정확하고 객관적인 정보에 기반한 의사결정을 위해서 고품질의 데이터 축적이 선제되어야 하는 만큼, 업계 전반에서는 디지털화 기술 활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 정부 또한 설계·감리·시공 등 부실 및 시설물 안전점검 및 보수·보강 미흡 문제를 인식하고 건설산업 전반 수행 프로세스의 점검을 통한 개선 정책을 지속적으로 펼쳐왔다. 디지털 전환(DX)을 통한 스마트 건설기업의 성장지원 도약 기반이 마련되었으나, 건설 전 과정(설계·시공·유지관리)에서 발생하는 데이터를 연계·활용하여 생산성을 향상시키기 위한 전략 기술 융합·개발 및 활용은 타산업 대비 미흡한 상황이다. 국토교통부는 「제6차 건설기술진흥기본계획(2017)」, 「건설산업 혁신방안(2018)」, 「스마트건설기술 로드맵(2018)」, 「스마트건설 활성화 방안(2022)」 등을 통하여 전과정 자동화 기술 개발을 포함하여 건설산업의 디지털화를 위한 정책을 꾸준히 펼쳐오고 있으나, 다양한 기술들이 개발 중이거나 본격적인 사업화 수준까지는 도달되지 못한 한계로 성과는 미흡한 상황이다. 건설업의 4차 산업혁명 기업 비율은 7.5%로 전 산업 평균(13.2%)의 약 57% 수준으로 신기술 적용에 취약한 것으로 나타났다. PMIS, 기본적 데이터분석, 모바일 플랫폼 등은 상대적으로 활용이 되고 있는 편이나 머신러닝, AI, RPA, 디지털트윈 등은 아직 채택 수준이 매우 저조하며, ‘디지털화’ 단계 완성 및 ‘디지털 전환’ 준비가 필요한 상황이다. 2. 건설 공정·품질관리 AI 모델 개발 및 플랫폼 구축 방향 2-1 건설현장 사업관리 문서업무의 디지털화 필요성 건설사업관리는 공정관리, 품질관리, 안전관리, 자원관리 등 다양한 분야에 걸쳐 법정 의무사항과 발주청 지침에 따른 지속적인 문서 작성 및 보고 업무가 요구되는 특성을 가지고 있다. 현재 건설현장에서는 월별·분기별 공무담당자의 경험 기반 및 수기로 공정, 품질, 기성 등 관리를 하고 있는 실정으로, 업무 효율성 및 정확성이 저하되어 의사결정의 어려움이 존재한다. 건설 현장에서는 일당 12회 검측요청 업무가 발생하며, 시공 후 사진촬영 및 검측요청서 작성업무에 약 23시간이 소요되고 있다. 또한 중대재해법 제정이후 강화된 규정에 따라 안전 관련 서류 종류가 37개에 달하고 있으며, 해당 관리자는 서류작성 업무 강도 때문에 실제로 현장을 살펴볼 틈이 없는 실정이다. 관리자 업무시간의 60% 이상이 서류 작업에 소요된다는 보고도 있다. 건설현장의 안전, 품질, 시공 문제는 주로 관리자 부재 시 발생하기 때문에, 단순해 보이는 사항이더라도 서류업무 부담 완화는 매우 중요한 문제이다. 또한 AI의 실질적 적용을 위해서라도 현재 산업에서 통용되고 있는 아날로그 데이터들을 디지털화하여 축적하는 것은 매우 중요하다. 건설현장에서 생성되는 대부분의 데이터가 도면, 보고서, 검측기록 등 비정형·반정형 형태로 존재하고 있어, 이를 AI가 학습하고 활용할 수 있는 표준화된 디지털 형태로 변환하는 과정이 선행되어야 한다. 건설분야 특화 AI 학습용 데이터 부족 문제는 AI 전환의 주요 장애요인으로 지적되고 있으며, 체계적인 데이터 디지털화 전략 수립과 실행이 실질적인 건설산업 AI 적용 및 확산의 핵심 전제조건이라 할 수 있다. 이에 본 연구진은 AI 기반 건설사업관리 디지털 인프라 구축 내용을 핵심으로 하는 연구개발 과제를 기획 중이다. 2-2 AI 기반 공정·품질·자원관리 전주기 절차 페이퍼리스 기술 및 통합 플랫폼 구축 방향 건설현장 공정·품질·자원관리 전주기 절차 페이퍼리스 기술은 AI를 결합한 지능형 문서이해 및 자동화(nonrobotic automation)를 통하여 건설사업관리 정보의 디지털화를 자동화하고 데이터 파이프라인을 구축하는 것을 목표로 한다. 주요 기술 구성요소로는 IDP(Intelligent Document Processing) 기반 비정형·아날로그 공정·품질·자원관리 정보 디지털화, 태스크 마이닝 및 프로세스 마이닝 기반 공정·품질·자원관리 디지털 활동 추적 및 작업흐름 분석, RPA를 활용한 공정·품질·자원관리 업무 자동화 및 데이터 파이프라인 구축 등이 포함된다. 기존의 공사사진 실시간 공유, 사진첩 자동작성, 중요위치 마크업 등과 본사 현장간 실시간 데이터 정렬 등의 기능에서 더 나아가, IDP, RPA 기반의 멀티모달 데이터 디지털화를 기반으로 실시간 상호작용 및 자동화된 의사결정 지원이 가능한 건설 공정 품질 자원관리 기술 및 서비스를 개발하고자 한다. 3. 향후 기획 확장 방향 : Agentic AI 및 전주기 건설엔지니어링 3-1 Agentic AI의 개념과 건설산업 적용 가능성 Agentic AI는 단순한 작업 수행을 넘어서 자율적으로 목표를 설정하고, 환경을 인식하며, 복잡한 문제를 해결하기 위한 계획을 수립하고 실행할 수 있는 인공지능 시스템을 의미한다. 기존의 반응형 AI와 달리 Agentic AI는 능동적으로 환경과 상호작용하며, 다중 에이전트 간의 협력을 통해 복잡한 업무를 병렬적으로 처리할 수 있는 특징을 가진다. 특히 복수의 전문 에이전트가 각자의 역할을 수행하면서 동시에 상호 협력하여 전체적인 목표를 달성하는 다중 에이전트 시스템(Multi-Agent System) 구조를 통해 건설산업과 같은 복합적이고 다단계적인 업무 환경에서 효과적인 솔루션을 제공할 수 있다. 건설산업 전반에서 Agentic AI의 적용 가능성은 매우 광범위하다. 설계 단계에서는 건축, 구조, 설비 등 각 분야별 전문 에이전트가 협력하여 통합 설계 검토 및 최적화를 수행할 수 있으며, 시공 단계에서는 공정관리, 품질관리, 안전관리, 자원관리 등의 전문 에이전트가 실시간으로 현장 상황을 모니터링하고 대응 방안을 제시할 수 있다. 또한 유지관리 단계에서는 시설물 상태 진단, 예방보전 계획 수립, 생애주기 비용 최적화 등의 업무를 자율적으로 수행하는 것이 가능하다. 이러한 전주기 적용을 통해 건설 설계 단계의 반복작업 및 설계 오류, 건설사업 추진 중 사회적 갈등 등의 요인으로 인한 건설 비용·공기 증가 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 핵심 기술로 평가되고 있다. 3-2 건설엔지니어링 전주기로의 디지털 인프라 구축 확대 건설엔지니어링 분야에서 Agentic AI 기반 디지털 인프라 구축의 확대는 숙련 엔지니어의 고령화와 신규 인력 부족으로 인한 설계 및 유지관리 품질 저하 문제를 해결하는 핵심 방안이다. 기존 설계방식의 디지털화 미흡으로 인한 설계시공-유지관리 간 정보 단절 심화 문제를 해결하기 위해서는 전주기에 걸친 통합적 디지털 인프라 구축이 필수적이다. Agentic AI 기반 건설엔지니어링 전주기 데이터 디지털화는 RPA, OCR, 자연어처리(NLP) 등을 활용하여 기술보고서, 감리기록 등 다양한 형식의 문서 데이터를 자동 추출, 분류, 메타정보화함으로써 AI 학습 및 분석이 가능한 표준 데이터셋으로 전환하는 기술을 정립하는 것을 목표로 한다. 이를 통해 현재 건설산업에서 통용되고 있는 아날로그 데이터들을 디지털화하여 축적함으로써 AI의 실질적 적용을 위한 기반을 마련할 수 있다. 업무자동화 측면에서는 다중 에이전트 기반의 AI 업무 자동화 시스템을 구축하여 반복적이고 규칙 기반의 설계 검토, 문서 작성, 문서간 참조 추적, 감리이력 매핑 등의 업무를 병렬적·지능적으로 자동 수행하고 엔지니어의 의사결정을 보조하는 에이전트 프로토타입 개발이 핵심이다. 세계 최고 기술 수준으로는 LLM 기반 다중 에이전트 프레임워크를 개발하여 자연어 명령을 통해 3D 모델 또는 BIM을 자동으로 생성하는 시스템 구현, 자연어 설명을 기반으로 P&ID(Piping and Instrumentation Diagram) 다이어그램을 자동으로 생성하는 에이전트 기반 워크플로우 제안 등이 포함될 수 있다. 결론 정부가 추진 중인 AI 전환(AX) 정책에 따라 건설산업 전반의 공공 AI 도입 촉진 필요성이 부각되고 있으나, 건설분야 특화 AI 학습용 데이터 부족이 AI 적용 확산의 주요 장애 요인으로 지적되고 있다. 따라서 Agentic AI 기반 건설엔지니어링 전주기 AI 학습용 멀티모달 데이터셋 구축이 우선적으로 필요하다. 또한 건설엔지니어링 전주기 다중 에이전트 기반 의사결정 시스템의 고도화를 통해 단순한 업무 자동화를 넘어서 창의적이고 전략적인 의사결정 지원까지 가능한 통합 플랫폼으로 발전시켜야 한다. 최근 개방화·자동화·지능화로 발전하고 있는 건설정보 패러다임 변화를 반영하여 건설 데이터 활용을 고도화할 수 있는 디지털 전환 추진 핵심 기술 개발이 지속적으로 필요하며, 이를 통해 건설산업의 생산성 혁신과 글로벌 경쟁력 강화를 달성할 수 있을 것이다. 건설산업의 디지털 전환은 단순한 기술 도입을 넘어서 업무 프로세스의 근본적 혁신과 조직 문화의 변화를 수반하는 종합적 과제이다. Agentic AI 기반 디지털 인프라 구축을 통해 건설산업이 4차 산업혁명 시대에 걸맞는 스마트 산업으로 진화할 수 있는 기반을 마련해야 할 것이다. 참고자료 국토교통부 (2017) 제6차 건설기술진흥기본계획 국토교통부 (2018) 스마트 건설기술 로드맵 국토교통부 (2022) 스마트 건설 활성화 방안 국토교통부 (2023) 제7차 건설기술진흥기본계획 국토교통부 (2023) 제6차 건설공사 지원 통합정보체계 기본계획 송영근, 박안선, 심진보 (2022) 디지털전환의 개념과 디지털 전환 R&D의 범위, ETRI Insight 기술정책 트렌드 2022-02 Mark Gibson, Eric Ottinger, and Harshit Minglani (2020) Technological advancements disrupting the global construction industry, Ernst & Young LLP 대한전문건설신문, “건설업 4차 산업혁면 기업 7.5% 불과... 전산업 대비 57% 수준”, 2022.04.11., https://www.koscaj.com/news/articleView.html?idxno=226209 조선일보, 직원 22명인데 안전서류만 37개... “서류 만드느라 현장 안전 볼 틈 없다”, 2024.03.13., https://www.chosun.com/economy/smb-venture/2024/03/13/F54IVL4IUNFDXCSYR2HRPMU4AI/ Codecademy, How to Build Agentic AI with LangChain and LangGraph, https://www.codecademy.com/article/agentic-ai-with-langchain-langgraph#heading-what-isagentic-ai 건설정책연구본부 게시일2025-10-28 조회수 100

첫페이지이전페이지12345678910다음페이지마지막페이지