[국토교통R&D 우수성과]국토교통과학기술진흥원 

국토교통진흥원, 국토교통R&D 우수성과 바탕 미래산업 선도·글로벌 시장 선점한다  

[국토일보 하종숙 기자] 국토교통 미래 먹거리 창출은 물론 건설선진화를 위한 국토교통R&D에 대한 역할이 강조되는 가운데 탄소중립 실현과 세계 최고 수준의 성과 창출을 위해 국토교통과학기술진흥원(이하 국토교통진흥원)이 매진하고 있다.

미래산업 선도, 글로벌 시장 선점을 위한 국토교통진흥원의 노력은 기술개발에서 그치지 않고 상용화를 통한 성과 창출에 매진, 한발 앞선 미래기술을 선보이고 있다.

주요 성과 중 미래기술, 차세대 시스템 주요 내용을 소개한다.

◈제로에너지 건축 활성화 위한 고성능·적정 비용 핵심 건축자재 기술개발 및 상용화 

‘제로에너지 건축 활성화를 위한 고성능·적정 비용 핵심 건축자재 기술개발 및 상용화’ 프로젝트는 지난 2018년 4월부터 2022년 12월까지 수행, 국정 과제인 탄소중립 실현과 제로에너지 건축 활성화를 위해 세계 수준의 기술성능과 가격 경쟁력을 확보하는 고성능창호·초단열방화문·단열신소재 등 핵심 건축자재 기술개발을 목표로 했다.

실전형 기술개발로 선순환 산업 생태계를 구축하고 고성능·적정비용의 핵심기술을 확보해 선진기술 대비 80% 수준에서 100%까지 기술 고도화를 달성하는데 초점을 맞추고 있다.

특히 정부정책과 건설현장의 당면 수요에 대응하는 국내 강소형 건축산업 기술력을 확보하고 연구성과에 대해 공공부문 제로에너지건물 전환사업과 그린리모델링에 대한 실증 완료, 국내 최초로 제로에너지 건축물 3등급(에너지자립율 60%)을 목표로 에너지자립형 공동주택 실증 사업 수행, TRL 9단계의 기술성능 검증 및 상용화 기반 구축이 핵심 내용이다.

대표성과는 세계 수준의 성능 및 가격 경쟁력을 확보한 건추자체의 사업화로 매출액 75억3,500만원 달성했다. 고성능 창호 및 커튼월(2억5,500만원), 초단열 방화문(2억1,600만원), 단열 신소재(6,400만원) 등의 성과를 올렸다. 또한 결로방지 구조의 방화문은 2021년 8월 특허를 등록했다.

■ 기술 성과

선진기술 대비 100% 수준의 고성능·적정 비용 제로에너지 건축자재 핵심기술 확보 성과를 달성했다.

공공건물 제로에너지 전환사업, 그린리모델링 현장을 대상으로 실증사업을 수행해 제로에너지건물 보급 확대 및 실수요에 대응 가능한 산업체계도 구축했다.

또한 선진·선도 수준의 에너지절약형 건축자재 기술개발과 함께 제로에너지 건축물 구현을 위한 통합 지원시스템을 개발, 제로에너지 건축물 목표 수준을 상회하는 성능을 달성했다.

■ 기대 효과

건축물에서 에너지 손실이 집중 발생하는 창·문·벽체를 대상으로 산학연 연구개발 역량을 극대화해 단위 기술에서 소재, 생산, 시공 등 융복합 통합기술로의 기술성과를 도출했다는데 의미가 강조되고 있다.

선진기술 대비 80% 수준인 국내 건축자재 산업의 기술 고도화, 국산화에 기여했을 뿐만아니라 특히 제로에너지 건물, 그린리모델링 건설현장 수요에 실효적으로 대응함으로써 고성능에 기반한 합리적 건설비용 및 안정적 현장시공 품질 확보가 기대되고 있다.

또한 국민이 체감하는 제로에너지 건축물의 성능과 건설비용의 신뢰성 확보로 국가 기간 산업인 건설산업의 실효적 탄소중립 추진에 파급효과 또한 기대되는 대목이다.

실제 2023년 제로에너지 건축물 조기 의무화 정부정책과 그린리모델링 건설현장의 실수요에 대응해 일산과 분당 1기 신도시, 기존 노후주택, 스마트시티 및 에너지자립형 제로에너지 공동주택을 대상으로 고성능 창호, 초단열 방화문 및 단열 신소재 개발기술 성과에 대한 실증사업을 완료했다.

이를 통해 연구성과의 현장 시공성 검증, 에너지 효과, 경제성 등을 현장 중심으로 종합 평가하고 지속 보완, 기술선도를 포함한 상용화 체계를 구축해 선진기술의 국내 진입에 전략적 대응이 가능하게 됐다.

◈ 택배화물 다중하역장비 및 고속 자동정렬 분배기술 개발 

세계 최고 수준의 다중하역장비 로봇 및 고속 자동정렬 분배기술 개발 프로젝트인 이 사업은 노동 의존적 택배현장 개선과 고령화 사회 대비를 목적으로 택배화물 하역 시간 단축 및 분류 등 처리작업 속도 향상, 효율성 향상을 위한 하역장비 국산화 및 원천기술 개발이다.

이를 위해 ▲적화물을 자동으로 하역하는 다중하역장비 로봇 기술 개발 ▲비전 기술, 실시간 제어 기술, 알고리즘 최적화 및 시뮬레이션 기술 등 자동화 고속 화물정렬기 기술 개발 ▲국내 물류센터 실정에 맞도록 3차원 공간으로 조절 가능한 상하좌우 컨베이어 기술 국산화 등에 초점을 맞췄다.

이 사업은 지난 2018년부터 2021년까지 수행, ▲물류 신기술 등 지정 1건(다중하역장비) ▲매니퓰레이터 타입 다중 하역 장치 등 특허등록 8건 등과 함께 기술이전 및 사업화에 성공했다.

■ 성과 활용 및 파급효과

무엇보다도 증가하고 있는 택배물량에 대한 효율적 화물처리로 작업시간 및 노동강도 저감은 고령화 사회에 대비하고 과도한 노동의존형 물류현장 여건을 개선하는데 일익을 담당하게 된다.

또한 도심 내 온라인 쇼핑의 주문 처리를 위한 도심 풀필먼트 센터·스토어에 적합한 시스템으로 복잡한 물류작업 환경 하에서의 작업자 안전과 작업효율을 향상시켰다.

아울러 택배산업 뿐만 아니라 유통, 제조, 공항 수하물 처리 등 타 분야 접목 및 응용이 가능한 것은 큰 성과다.

■ 주요 연구성과

다중하역장비(로봇) 개발로 자율형 하역로봇 세계 최고 수준의 성능을 확보했다. 11t 트럭 기준 1,500박스 하역 2인 60분에서 1인 30분으로 4배 향상 시키며 세계 수준으로 도약했을 뿐만아니라 다양한 적재한 크기에 적용 가능한 가변형 컨베이어 및 그리퍼 기술 개발까지 성과를 창출했다.

이 기술은 국토교통 우수물류신기술(제5호)로 지난 2021년 12월 지정됐다.

특히 연구과제 수행 중 2021년 쿠팡 물류센터에 실제 적용하는 사업화를 추진, 총 매출액 32억3,500만원 중 본 과제와 연관, 30억원의 매출액을 올리는 성과를 도출했다.

◈ 차세대 항공감시시스템 MLAT 국내개발 성공 및 국토교통부 성능적합증명 취득  

이른바 ‘항공안전기술개발 사업’인 ‘차세대 항공감시시스템 MLAT 국내개발 성공 및 국토교통부 성능적합증명 취득’ 프로젝트는 2013년 6월 10일부터 2021년 8월까지 8년 3개월동안 연구개발비 169억원이 투입, 항공감시시스템 국산화 개발 및 기술이전으로 사업화까지 진행됐다.

이 연구개발사업은 항행안전무선시설 국내외(국토교통부, ICAO, RTCA, RURO) 성능적합증명 취득(2021년 11월)이란 특수성과와 함께 국방부 해군 6전단 609전대(목포공항 주변) 시범운영 등 2021년 12월 사업화에 성공했다.

■ 우수성 및 차별성

이 프로젝트는 대한민국 정부(국토교통부)가 성능을 증명하는 시스템으로 국내 표준은 물론 국제표준까지 만족시켰다.

특히 국제표준보다 향상된 위치정밀도를 보유한 시스템으로 자리매김하며 기술력을 인정받았다. 시스템의 특성 상 검출된 위치정보의 정밀도는 매우 중요한 사항으로 국제표준의 위치정밀도는 7.5m(95%)이나 개발제품의 위치 정밀도는 5m(95%)를 기록했다.

특히 강화된 성능적합증명기준을 적용한 유일한 시스템이자, 국가출연연구소 2개기관과 중소기업 3개사가 협력해 개발한 시스템으로 성과를 자랑하고 있다.

아울러 중소기업의 국산화 사업화 의지를 보여준 시스템으로 의미를 강조하고 있다. 이는 1차 검사 부적합 판정에도 포기하지 않고 항행안전시설 국산화의 의지를 가지고 자체 예산으로 보완 및 자체 시험 등을 수행해 최종적으로는 성능적합증명 취득했기 때문이다.

■ 성과 활용도 및 파급효과

개발된 시스템은 헬기 등 저고도항공기 위치감시용으로 활용됐다. 국방부에서 해군 6항공전단 609전대(목포)에 설치, 시범운용했다.

또한 UAM(도심항공교통) 비행체 위치감시용으로 활용됐는데 2022년 3월 도심항공모빌리티 감시정보 획득체계 개발 사업의 공동연구기관으로 참여해 비행체의 위치 감시 및 관련 서비스 기능 개발이 한창이다.

울릉공항 등 소규모 공항에 항공감시시설로 활용 가능하다. 울릉공항인 경우 비행장 주변이 산악 및 바다로 돼 있어 음영지역이 많이 발생하며 감시레이더를 이용, 위치감시를 하기 위해서는 많은 비행이 발생하기 때문이다.

현재 이 시스템은 국내 활용을 넘어 해외수출에 정성을 쏟고 있다. 2010년 이후 세계적으로 6개사가 제품을 생산, 판매하고 있는데 동남아 지역 등 신흥국의 경우 공항 개발 수요가 많이 발생하고 있는 만큼 정부 성능 증명과 경제성을 바탕으로 해외수출을 추진중이다.