경북 포항시에 위치한 (재)포항지능로봇연구소는 수중청소로봇 시리즈, PIRO-U1 (파이로 유원)을 2007년 국내 첫 개발하여 POSCO(구 포항제철) 환경에너지부의 초대형(5만톤급) 저수조에 적용하여 사용 중이다. 이전까지는 약 1주일간 5만톤의 물을 대용량 펌프를 사용하여 전부 빼내고, 인부 50여명이 교대로 2주일간 수작업 청소를 한 후, 다시 1주일간 물을 채워 넣는 방식으로 청소를 하였다. 이렇게 청소를 하는 동안에는 해당 저수조를 사용할 수 없기 때문에, POSCO는 똑같은 크기의 대형 저수조를 하나 더 가지고 있어야 했다. 하지만, 수중청소로봇을 적용하고부터는 물을 빼지 않고 공장 용수를 그대로 사용하면서도 수중청소가 가능해져, 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있었다.
현재는 저수조에 쌓인 오염물질(슬러지)의 침전 높이를 측정하여 청소할 때가 되면, 언제든지 수중청소로봇을 투입하여 청소가 가능해졌다. 로봇 운전자 1명을 포함하여 총 2명 정도의 인력으로 수중청소를 실시하고 있으며, 로봇 자체적으로 시간당 150톤 정도의 오염물을 청소할 수 있는 성능을 가지고 있어서, (청소해야 되는 오염물의 양에 따라 달라지기는 하지만) 사람이 하는 수작업 청소 1개월 분량을 수중청소로봇은 약 2주일 만에 처리할 수 있다.
이렇게 수중청소로봇이 적용된 이후, 여유분의 저수조가 불필요해지면서 총 2개였던 저수조를 1개로 줄이고, 다른 1개 저수조 부지 (10000㎡)는 공장부지로 전환되었다. 개발된 수중청소로봇은 수중청소 뿐만 아니라 로봇에 장착된 수중 카메라와 수중 조명을 이용하여, 로봇이 청소한 후의 수중 청소상태나 수질 등을 직접 눈으로 확인할 수 있는 기능도 갖추고 있기 때문에, 종전에 불가능 했던 수질 관리가 가능해졌다.
(재)포항지능로봇연구소에서 개발된 수중청소로봇은 오염도가 심한 환경에서도 수중청소가 가능하도록 여러 가지 기능을 탑재하고 있다. 우선 인체에 유해한 수중환경과 오염물도 청소할 수 있도록 로봇 몸체를 스테인레스 재질에 튜프레임(tufram) 코팅 처리 등을 하여, 강한 산성과 염기성을 가진 오염물에서도 문제없이 수중청소가 가능하며, 수온 0도에서 60도 정도까지 문제없이 동작이 가능하다.
특히, 오염도가 너무 심해서 로봇에 장착된 수중 카메라로도 전혀 앞이 보이지 않는 탁도가 심한 곳에서도 수중청소를 할 수 있도록 무인 수중청소 기술을 개발되어, PIRO-U2 (파이로 유투)에 탑재되었다.
두 번째 개발된 수중청소로봇 PIRO-U2는 2008년에 개발되어 POSCO 열연부 스케일 침전지에 사용되고 있으며, 로봇 상단에 장착된 DGPS(differential GPS) 안테나 모듈을 수면 위로 노출시켜 로봇의 위치를 검출하고 로봇 운전자가 미리 지정한 수중청소 경로를 따라 이동하면서 스스로 수중청소를 하도록 개발되었다.
또한, 로봇에 장착된 범퍼 겸 오염물 높이 검출 장치를 이용하여 수중에서 장애물과의 충돌을 방지하고, 충돌시에도 로봇과 저수조 구조물에 손상을 주지 않도록 하였다. 그 외에도 로봇이 스스로 오염물의 양을 측정하여, 오염물 흡입 강도를 조절하고, 때로는 로봇을 막고 있는 오염물 덩어리를 잘게 부수고 길을 만들어 수중청소 작업을 진행할 수 있도록 하는 지능적인 동작들을 수행하고 있다.
세 번째로 개발된 PIRO-U3는 2010년 개발되어, 이전 모델과는 달리 인공 구조물로 만들어진 수중 환경이 아닌 자연 상태의 수중환경, 예를 들면 강바닥, 연근해 바다 밑, 농업용수 저수지, 호수, 연못 등에서 수중 오염물질이나 침전물을 제거할 목적으로 개발되었다. 따라서 수중 환경을 예측하기 어렵고, 로봇이 주행하기 어려운 환경일 가능성이 더 높기 때문에 자체적으로 로봇이 수상으로 부상할 수 있도록 자가 부상장치가 추가로 개발되었다.
현재 개발된 PIRO-U3는 스스로 수심을 측정하면서 물속으로 잠수하고, 떠오를 수 있으며 물 밖에서 비상버튼을 누르거나, 로봇이 스스로 동작 오류 등을 감지한 경우, 물 위로 떠오르도록 만들어졌다. 그 밖에도 이전 모델에는 없었던, 각종 수중환경 모니터링을 위한 수온, 염분, 누수, 탁도 등을 측정할 수 있는 센서가 추가로 장착되어 수중청소 이외에 수중탐사용으로도 활용될 수 있다.
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