[공학저널 김하늬 기자] 현대 사회에서 택배는 없어서는 안 될 필수적인 서비스 중 하나로, 이커머스의 발달과 팬데믹으로 인한 비대면 서비스의 고도화로 생활물류 택배량은 그 어느 때보다도 높은 증가 추세를 보이고 있다.
한국통합물류협회 택배물동량 실적 조사에 따르면 2021년을 기준으로 37억7300만 상자에 이르렀으며 이에 따른 택배기사의 업무량도 급격히 늘어난 상황이다. 더욱이 택배 차량 아파트 단지 출입 문제, 명절과 같은 특정 시기의 업무 과중, 당일/익일배송과 같은 새로운 서비스의 등장은 택배기사의 업무를 더욱 가중시키고 있는 실정이다.
이러한 택배기사의 노동 업무 경감을 위해 택배 배송 경로상 고객에게 배송되기 바로 직전 단계인 말단배송에서 활용할 수 있는 로봇과 운영기술을 개발하는 과제가 진행되고 있어 눈길을 끌고 있다.
국토교통부 국토교통과학기술진흥원이 지원하는 ‘고부가가치 융·복합 물류 배송인프라 혁신기술개발 사업’의 일환으로 진행 중인 ‘말단배송 로봇 및 운영기술 개발 연구과제’가 바로 그것이다.
현재 한국기계연구원을 주관으로 ㈜트위니, 한국철도기술연구원이 함께 참여해 기술 개발에 매진하고 있으며, 최종적으로 로봇이 배송지 인근 소규모 분산 물류시설이나 소규모 스마트 택배함으로부터 택배를 받아 소비자의 집 현관까지 배달하는 것을 목표로 하고 있다.
이를 위해 현재 복잡 환경 대응을 위한 말단배송 로봇 플랫폼 기술, 인프라 인터페이스와 자율주행 기술, 로봇 관제와 최적화 운영 시스템, 배송 로봇 서비스 신뢰성 향상 기술 등을 개발하고 있으며 향후 테스트베드 구축과 시범 운영을 통해 해당 서비스를 검증할 계획이다.
이 과제는 작년(2022년) 4월에 착수를 시작해 1년여가 지난 시점으로 현재까지 로봇 구동부 설계, 자율주행 기술, 택배송장과 파손 인식 기술, 태그리스 배송기사 인식기술 등이 개발됐다.
구체적으로 높이 5cm 장애물을 극복하고 12°의 경사로를 오르며 몸체 회전 없이 전 방향으로 자유롭게 주행할 수 있는 로봇 구동 메커니즘의 설계·검증이 완료된 상태다.
또한 라이다, 엔코더, 관성항법센서, GPS 데이터를 융합한 실/내외 자율주행을 위한 지도 작성 기술, 동적 장애물이 많은 환경에서 로봇 위치 추정, 로봇의 부드러운 움직임이 가능한 경로 계획 및 장애물 회피 기술도 개발을 완료했다.
이뿐만 아니라 택배 화물 확인을 위해 저가의 카메라를 이용한 로봇 적재함 내 택배송장 인식과 정형·비정형 화물의 파손여부를 인식하는 기술이 개발됐으며, 로봇 외부 카메라를 이용해 딥러닝(R-CNN) 기반 배송기사를 인식하고 추적하는 기술도 개발돼 머지않은 미래에 배송 로봇을 만날 수 있을 전망이다.
한국기계연구원 인공지능기계연구실 김창현 실장(사진)은 “현재 로봇을 활용해 음식이나 물건을 배달하는 사례는 종종 나오고 있다. 대부분의 경우 물건을 싣고 내리는 기능상의 제약, 물건의 보호나 보안 문제로 사람이 직접 로봇에 물건을 넣거나 빼는 방식으로 서비스가 이루어지고 있다”며 “현재 과제를 통해 개발하는 기술이 완성된다면 사람이 없이도 물건을 싣고 안전하게 이동해 배달하는 것이 가능하게 될 전망이다. 또한 로봇은 24시간 쉬지 않고 운영이 가능하기 때문에 배송의 효율성도 증대될 것으로 기대하고 있다”고 설명했다.
올해부터 기계연구원과 과제 참여 기관들은 화물의 크기나 종류에 따라 변경할 수 있는 모듈형 화물 적재함, 화물의 자동 하역 메커니즘을 탑재한 말단배송 로봇을 제작해 테스트를 시작할 계획이다. 또한 공동현관, 엘리베이터 등 인프라와의 인터페이스 기술 개발과 더불어 복수 로봇의 위치, 상태 등을 모니터링하고 작업을 할당하는 로봇 관제·최적화 운영 시스템도 구축할 예정이다.
이와 함께 택배송장·파손여부 인식, 배송기사 인식 기술을 고도화하고 실사용에 무리가 없는지 성능검증을 수행할 방침으로, 개발된 기술을 활용해 실제 소규모 공동주택에서 기본적인 동작에 대한 실증도 준비하고 있다.
김 실장은 “현재까지 기술적으로는 무인 동작을 최종 목표로 하고 있어 비상상황에 대처하는 방안에 대한 연구에 집중하고 있다”며 “비상상황에 대응하는 기술로 화물의 도난·파손, 이동 중 충돌 가능성 등 배송 로봇의 비상상황 사례 분석과 대응·운영 시나리오를 수립하고 대응할 수 있는 알고리즘을 설계하고 있다”고 전했다.
그는 이어 “현재는 택배 배송을 우선적으로 고려하고 있지만 반품에 대한 수요도 있어 이에 대한 대응도 필요할 것으로 예상된다. 향후 엘리베이터가 없는 공동주택 단지나 단독 주택 등으로 서비스를 확장하는 것 또한 고려하고 있다”며 “로봇에 대한 기대와 우려가 공존하고 있다. 무인화를 생각하면 아직까지 기대에는 못 미치는 수준이나 이전에는 경험하지 못한 속도로 기술이 발전하고 있기 때문에 사람을 도와주는 동반자로서 주변에 배송 로봇이 돌아다니면 친근하게 생각해주셨으면 한다”고 덧붙였다.
