이번 성과는 베트남이 지능형 로봇 기술을 자체적으로 확보했음을 입증하는 것으로, 방사선 안전 및 원자력 응용 분야에서 새로운 방향을 제시하는 것으로 평가된다.

4차 산업혁명 시대를 맞아 지능형 자율 로봇은 제조, 물류, 모니터링, 위험 환경 등 다양한 분야에서 점차 널리 활용되고 있다. 협동로봇(코봇)과 자율이동로봇(AMR) 플랫폼의 결합은 자동화, 유연성, 운영 효율성을 크게 높인다.

원자력 산업에서 인간의 방사선 안전 확보는 무엇보다 중요하다. 방사선 노출은 DNA 손상을 유발해 돌연변이, 암, 심각한 유전적 결과를 초래할 수 있다. 이에 따라 방사선 환경에서의 모니터링, 운영, 처리 작업에 로봇을 투입해 인간을 대체하는 것은 위험을 최소화하기 위한 시급한 해결책으로 부상하고 있다.

닌투언 원자력발전소 사업 재개 및 국가 원자력 발전 프로그램 추진이라는 당과 국가의 정책에 따라, 2025년 제15기 국회 결의안 제189호는 투자 프로젝트를 위한 특별 메커니즘과 정책을 도입했다. 방사선 안전 모니터링 및 원자력 환경 내 운영 지원을 위한 연구 및 자동화 기술, IoT, AI, 로봇 제품은 에너지 안보와 지속가능한 발전을 위해 매우 중요한 의미를 지닌다.

과학자들에 따르면, 전 세계적으로 원자력 분야를 위해 다양한 로봇 시스템이 개발되어 왔으며, 접근이 어려운 지역에서의 방사선 측정 및 영상 촬영부터 운영, 운송, 사고 대응 지원에 이르기까지 그 범위가 넓다.

일본 후쿠시마 원전 사고 이후 실제 사례를 보면, 원격 조종 또는 반자율 로봇도 여전히 인간, 통신 인프라, 지형 조건에 크게 의존해 효과가 제한적이었다. 이는 복잡하고 예측 불가능한 상황에서 자율적으로 작동하고, 환경을 인지하며, 능동적으로 의사결정을 내릴 수 있는 차세대 로봇의 필요성을 시사한다.

베트남은 닌투언 원자력발전소 사업 등 원자력 발전 프로그램 재개를 앞두고 이러한 기술 확보가 특히 시급하다. 방사선 환경에서 지능형 자율 로봇 기술을 확보하는 것은 국가 안전과 에너지 안보를 보장할 뿐만 아니라, 국내 과학기술 역량 강화와 지속가능한 발전을 위한 전략적 의미를 지닌다.

이러한 배경에서 베트남 과학기술원 산하 물리연구소 응오 만 띠엔 박사 연구팀은 '다양한 센서 기술과 IoT, AI 플랫폼을 활용한 방사선 환경 모니터링용 지능형 자율 로봇 연구·개발' 프로젝트를 추진했다.

이 로봇은 스스로 위치를 파악고,작업 환경을 재구성하며, 방사선 정보를 특정 지도 위치에 연결할 수 있다. (사진: 베트남 과학기술원)

연구팀은 프로젝트의 일환으로 로봇 팔이 장착된 자율 로봇 시스템을 설계하고, Lidar, 2D–3D 카메라, IMU, 방사선 검출기 등 첨단 센서를 통합했다. 이 시스템의 핵심은 단순한 이동이나 측정 능력에 그치지 않고, 공간 지도와 실시간 방사선 분포 지도를 동시에 구축할 수 있도록 종합 데이터를 처리하는 데 있다.

동시 위치추정 및 지도작성(SLAM) 알고리즘을 활용해 로봇은 스스로 위치를 파악하고, 작업 환경을 재구성하며, 방사선 정보를 특정 지도 위치에 연결할 수 있다. 이를 통해 운영자는 고방사선 지역을 신속히 식별하고, 안전 구역을 결정하며, 작업 중 환경 변화를 추적할 수 있다.

특히 연구팀은 6자유도 협동 로봇 팔과 인공지능 알고리즘을 자율 로봇에 통합해, 방사선 환경에서의 모니터링 및 작업 지원이 가능하도록 했다.

이 접근법은 기존 모델의 한계를 극복하고, 원자력 시설, 핵의학, 방사선 사고 대응 등 다양한 분야에서의 응용 가능성을 열었다. 달랏 원자력연구소, 하노이 조사센터, 여러 핵의학 시설에서의 시험 결과, 장애물이 많은 넓은 공간에서도 안정적으로 작동하며, 정확한 위치 파악과 직관적인 방사선 지도가 가능한 것으로 입증됐다.

응오 만 띠엔 박사는 과제에 대해 “가장 큰 어려움은 개별 부품이 아니라, 이들을 하나의 동기화된 안정적 시스템으로 통합하는 데 있었다”고 밝혔다. 로봇은 정확한 위치 파악, 장애물 회피, 로봇 팔을 통한 물체 조작, 방사선 측정 장치 통합, 실시간 방사선 지도 작성 등 복합적인 기능을 동시에 수행해야 한다.

이러한 요구를 충족하기 위해 연구팀은 메카트로닉스 설계, 운동학·동역학 모델링, 제어 및 인지 시스템 등 각 기술 계층을 단계별로 자립화하는 전략을 채택했다. 핵심 기술로는 SLAM, AI 기반 내비게이션, IoT 플랫폼이 있다. 특히 SLAM과 실시간 방사선 데이터를 결합한 알고리즘을 개발해, 모니터링과 의사결정을 위한 시각적 지도를 구현했다. 이를 바탕으로 로봇 팔이 장착된 자율 로봇 시스템이 방사선 환경에 맞게 점진적으로 완성되고 있다.

연구팀에 따르면, 이번 성과는 시작에 불과하지만 이미 다양한 응용 가능성을 열고 있다. 원자력 발전소, 실험실, 연구소 등에서 로봇이 인간을 대신해 오염 지역의 점검, 모니터링, 운영을 수행함으로써 알파, 베타, 감마 등 유해 방사선 노출을 크게 줄일 수 있다.

초기 시험 결과 방사선 환경에서의 효과적인 작동이 확인됐으나, 시운전 과정에서 드러난 한계를 보완해 더욱 높은 안정성과 실용화 수준에 도달해야 한다. 이를 위해서는 베트남 과학기술원의 지원과 기술 기업의 참여가 필수적이며, 특히 기술 표준화, 제조, 국내 환경에 적합한 응용 시나리오 개발이 중요하다.