건설현장 AI 기반 로봇기술을 활용한 건설관리 고도화 방안

1. 세미나 개최 배경과 주요 내용

계약관리위원회(위원장 이윤홍)는 건설현장의 안전사고가 자주 발생하면서 현장관리의 중요성이 인식되고 있고, 품질면에서도 하자가 자주 발생하여 새로운 대체기법이 필요한 상황임을 인식하였다. 건설현장의 위험요인이 확대되어 선진국형 AI 기반 로봇기술이 현재의 건설현장의 위험을 해소할 것으로 판단되어 전문가분들을 모시고 국회에서 세미나를 진행하였다.

본 세미나는 실무에서 근무하고 있는 전문가 120명이 참석하여 많은 관심을 보였다. 국토교통위원회 상임위 소속 더불어민주당 손명수 국회의원님과 한국건설관리학회 이동은 회장님은 AI와 로봇기술의 필요성을 언급하면서 개회사를 발표하였다. 손명수 국회의원은 개회사를 통해 건설업은 국가 경제와 국민 삶을 떠받치는 핵심기반산업이라며 현재 현장근무 기피와 인력난, 안전사고, 생산성 저하 등 복합적인 도전 과제를 직면한 상황이라고 말했다. 이어 AI와 로봇기술 도입 및 활용은 건설현장의 혁신을 이끌 핵심 열쇠가 될 것이라며 시장의 안전성과 생산성을 높이고 관리 효율성을 강화하며 지속 가능한 건설생태계를 구축하는데 반드시 필요한 변화라고 주장했다. 이동은 회장은 이같은 위험요인 증대로 미래 건설산업에서의 AI와 자율시공 기술 개발, 상용화가 절실히 요구된다. 스마트건설기술이 활성화되기 위해서는 정부의 법률적 지원과 제도적 육성이 필요한 만큼, 정부와 국회의 관심이 절실히 요구되는 상황이다.

세미나의 추진 목적은 건설현장의 AI 기반 로봇기술의 필요성을 인식하면서 상용화되지 못하고 있는 실질적인 원인분석과 이를 대체할 수 있는 현실적인 극복방안을 찾는 것이었다. 연구능력이 우수한 전공 교수와 건설현장 실무경험이 많은 대형건설사 책임자급에게 발제를 의뢰하였다. 토론자는 관련 정책을 이해하고 있는 교수와 정책수립을 담당하고 있는 국토교통부 과장과 관련 연구를 수행하고 있는 책임연구원, 현장에서의 실무경험이 많은 대형건설사와 관련 기업을 영위하고 있는 대표로 구성하였다.
 

2. 발표 및 주요 토론 내용
1) 발표 주제 및 발표 내용

[주제1] AI 건설기술의 패러다임 변화와 미래 로봇기술의 비전 (김주형 한양대학교 건축공학부 교수)
[주제2] 건설현장 로봇기술 적용사례와 정부의 로봇기술 활성화 방안 (이성재 삼성물산 그룹장)
[주제3] 건설현장 로봇 도입의 현실과 로봇기술 정책 방향 (조원석 현대건설 책임연구원)
[주제4] 스마트구조 감리솔루션 개발을 통한 건설 안전의 혁신 방안 (박홍근 서울대학교 건축학과 교수)
[주제5] AI 드론기술을 활용한 건설현장 관리업무의 고도화 (박정운 DL이앤씨 미래기술센터 부장)
[주제6] 생성형 AI를 활용한 건설프로젝트 계약관리의 효율성 확보 (이희웅 대우건설 스마트건설팀 책임)

① 김주형 한양대학교 교수
국내 50층 이상 초고층 건물은 127개에 불과하여 AI 모델을 학습시킬 사례가 절대적으로 부족하다. 이처럼 데이터가 적을 경우 데이터 증강과 같은 기법이 필요하지만, 근본적인 양질의 데이터 확보가 시급하다. 실험실 수준에서는 성공적인 기술도 예측 불가능한 변수가 많은 실제 현장에서는 적용하기 어려운 경우가 많다. AI 기술이 부동산 수요 예측부터 건설현장 안전관리, 유지보수까지 건설프로젝트 전반에 적용될 수 있는 잠재력을 가졌다고 설명했다. LSTM, XG Boost와 같은 AI 예측 모델을 활용하면 아파트 매매지수나 전세가격지수 등 부동산 시장의 흐름을 분석하고 예측할 수 있다며 이러한 기술은 프로젝트의 사업성 분석과 기획단계에서 중요한 의사결정을 도울 수 있다.

② 이성재 삼성물산 그룹장
건설산업은 생산성 저하, 전문기술자 인력 부족, 안전사고 증가에 따른 중대재해처벌법 강화로 삼중고에 직면해 있다. 건설업이 1인당 노동생산성은 증가추세인 반면, 건설업은 2018년 이후 감소세에 있으며 숙련 인력 부족 현상도 심화되고 있다. 삼성물산은 건설 로봇기술을 제시하며 개발사례를 소개했다. 고소작업 위험을 줄이고 반복 작업의 효율성을 높이기 위해 건설용 앵커 로봇을 개발해 1세대부터 4.1세대까지 지속적으로 성능을 개선하고 있다. 수장 벽체 타공 로봇, 철골 볼팅 로봇 등을 개발해 현장에 적용하고 있다. 건설업의 문제점을 극복하기 위해서는 개별 기업이 노력만으로 한계가 있다며 건설 로봇 생태계 구축의 중요성을 주장했다. 현대건설과 공동으로 연구 개발하고, 국토교통부가 주관하는 스마트건설 얼라이언스에 참여하는 등 업계와 협력하여 기술개발과 보급활성화를 위해 업계 전반의 협력이 필요하다.

③ 조원석 현대건설 책임연구원
건설작업은 제조업과 달리 표준화되지 않은 비정형 환경에서 이루어져 자동화 난이도가 매우 높다. 로봇기술은 법적, 제도적 문제가 해결되지 못해 건설현장에서 상용화되지 못하고 있다. 건설로봇에 대한 법적 정의가 불명확해 안전인증, 보험적용, 책임소재 등에서 혼란이 발생하고 있다. 운반 로봇의 경우 차량계 소속 건설기계인지 무인 산업 트럭인지 분류가 모호하며, 로봇이 측량하거나 시공한 결과의 법적 효력도 불분명하다. 미국, 유럽, 사우디 등은 삼차원(3D) 프린팅 건축물에 대한 별도의 설계 및 검증기준을 마련해 산업을 활성화하고 있다. 한국도 신기술, 신사업에 대해 금지만 할 것이 아니라 원칙 허용, 예외 금지를 적용하여 네거티브 규제 방식으로 전환해야 한다.

④ 박홍근 서울대학교 교수
건설현장 붕괴사고의 주요 원인으로 부실감리로 판단되고 이를 해결하기 위해 스마트구조 감리솔루션을 개발했다. 이 솔루션은 360도 카메라 뎁스(Depth) 카메라 등을 활용해 건설현장을 가상현실로 구현하고, 구조기술사가 사무실에서 원격으로 철근 배근 간격 등을 자동으로 검측하고 판정하는 기술이다. 가설 지주에 하중 계측 센서를 부착해 시공하고 있는 구조물의 안정성을 실시간으로 모니터링 하고 붕괴위험을 예측하는 시스템도 포함된다. 이러한 디지털 기술을 통해 구조 전문가가 물리적 제약 없이 더 많은 현장을 더 자주, 더 면밀하게 감리할 수 있다고 설명했다. 현행 건축법 시행령은 관계 전문기술자가 공사 현장을 확인하도록 규정하고 있어 직접 방문을 원칙으로 한다며 원격 감리를 통하여 확인하는 것을 허용하도록 법 개정이 시급하다고 강조했다.

⑤ 박정운 DL이앤씨 부장
드론을 활용한 디지털 측량으로 사업부지의 토공 물량을 정확히 산출하고, 360도 카메라와 가상현실(VR) 기술로 모델하우스를 디지털화해 품질관리와 고객 소통에 활용하고 있다. 파일 관입량 자동측정 솔루션(PAMS)은 AI 영상 분석을 통해 20m 원거리에도 파일의 관입량과 리바운드량을 1mm 오차 내로 작업자의 안전과 데이터 정확도를 동시에 확보했다. 솔루션은 드론이 아파트 외벽을 자율비행으로 촬영하면 AI가 0.3mm 이상의 균열을 95% 이상의 정확도로 탐지하고, 보고서까지 자동으로 생성하는 시스템이다, 이를 통해 준공 전 균열을 방지하고 보수함으로써 외벽 누수 하자를 예방하는 효과를 보고 있다.

⑥ 이희웅 대우건설 책임
EPC(설계·조달·시공) 프로젝트는 복잡한 계약문서, 수많은 이해관계자, 방대한 데이터로 인해 관리에 어려움이 많다. 대형건설사들이 이러한 문제를 해결하기 위해 생성형 AI를 도입했다. GPT-4 터보 모델을 활용해 영문 레터 초안 작성과 분석을 지원하는 바로레터 AI와 방대한 입찰안내서(ITB)와 계약문서를 정밀하게 분석하는 바로답 AI를 대형건설사가 개발했다고 설명했다. 이 기술의 핵심은 검색증강생성(RAG)이고, LLM(거대언어모델)을 기업 내부의 보안된 데이터베이스와 연결해 정보유출 없이 사내 데이터를 기반으로 정확한 답변을 생성하고 출처까지 제시할 수 있다. 생성형 AI를 통해 계약서의 독서조항을 찾거나 과거 유사 프로젝트의 계약조건을 비교 분석하는 등 복잡한 지식 노동을 자동화하여 리스크를 줄이고, 업무 효율성을 높일 수 있다고 설명했다.
 

2) 종합토론
[좌장] 홍태훈 연세대학교 교수
[패널] 엄신조 경일대학교 교수 / 박종훈 포스텍 겸임교수 / 박명주 국토교통부 과장 / 진경호 한국건설기술연구원 본부장 / 
           김성종 국토교통과학기술진흥원 본부장 / 이근형 포스코 E&C 반장

① (좌장) 홍태훈 연세대학교 교수
건설현장의 AI기반 로봇기술은 건설현장의 노동력 부족과 산업 안전 문제를 해결하는 중요한 열쇠가 될 것으로 판단된다. 건설현장에서의 스마트건설기술이 상용화되기 위해서는 자동화에 관련된 법적 규제와 정비가 필요하다. 단기간 내 해결되기는 쉽지 않아 중장기적으로 많은 연구와 정부의 지원을 통해 성공하기를 기대한다.

② (패널) 엄신조 경일대학교 교수
건설현장 적용 로봇의 경우 단순히 사람이 하던 일을 로봇에게 대체시키는 방식으로는 한계가 있다고 지적했다. 오히려 공정이 더 복잡해지거나 책임소재가 불명확하고, 안전사고 위험 등 부작용이 발생하는 생산성 역설에 빠질 수 있다. 한국형 미래 건설현장 모델을 구축하려면 기술 도입뿐 아니라 건설공사 프로세스 자체를 전면적으로 혁신하고, 이에 맞는 단계별 미래형 건설현장 모델을 구성한 다음 법제도 정비를 실현해야 한다.

③ (패널) 박종훈 포스텍 겸임교수
타 산업 현장에 로봇이 도입되기까지 최소 10년 이상이 걸린 점을 고려하면 로봇도 안전기준과 관련 규제가 정립이 되어야 기술도입의 확산이 가능하다. 또한 건설업은 안전사고 위험이 크기 때문에 법적 안전기준과 기술적 안전장치가 반드시 마련되어야 한다. 이어 안전 규정이 강화되면 시스템 비용이 상승하고, 초기 확산이 지연될 수 있으므로 이를 고려한 정책적 지원이 필요하다.

④ (패널) 박명주 국토교통부 과장
AI 기술을 도입하기 위해서는 건설산업 디지털화가 선행되어야 한다. 국토교통부는 학술 설계, 시공, 자동화를 대비한 설계기준, 시방서 등 건설기준을 디지털 친화적으로 수정하겠다. 현재 1,000억원 이상 공공공사에 적용중인 BIM 의무화 제도를 300억원 이상 공사까지 확대하고 설계뿐 아니라 시공, 유지관리 등 전과정에 도입될 수 있도록 노력하겠다.

⑤ (패널) 진경호 한국건설기술연구원 본부장
AI 기반 로봇기술 성공은 인력과 제도 변화와 구조안전성 평가, 기술검증을 위한 행정, 제도적 절차 개선 등이 함께 이루어져야 가능하다. 대기업 중심의 기술 도입을 넘어 중소, 중견기업으로 확산 지원도 필요하다. 공정의 흐름을 재편하고 데이터를 표준화하여 인력과 제도를 함께 변화시킬 때 비로소 기술은 산업의 혁신으로 이어진다. 기술인력 및 제도의 역할이 제대로 이행될 때 AI와 로봇기술 기반의 건설관리가 이루어진다.

⑥ (패널) 김성종 국토교통과학기술진흥원 본부장
정부는 규제 센드박스 운영, 관련 법령의 정비, 스마트건설 강소기업 지원, 스마트 건설기술 실증 지원, 전문인력 양성 등 스마트 건설기술의 개발과 보급이 활성화 될 수 있는 기반을 마련해 주는 역할을 해야 한다. 기업, 대학, 연구소는 실험실 및 테스트베드 등에서 실험, 공인시험 등을 통해 신뢰성과 상품성이 담보된 기술을 개발해야 한다.

⑦ (패널) 이근형 포스코 E&C 반장
현장의 시공상황, 재작업 현황, 품질·안전·노무 관리 등에 대한 데이터가 협력업체로부터 생성되고, 그 분석 결과가 다시 협력업체 소장, 반장들에게 제공되어 활용될 수 있어야 한다. 협력업체는 스스로 투자 여력이 부족하기 때문에 현장 생태계 내 파트너들과 함께 활용할 수 있는 시스템을 만들어야 한다.
 

3. 맺음말
서울 여의도 국회의원회관에서 열린 이번 세미나는 120명의 전문가들이 참여할 정도로 뜨거운 관심을 보였다. AI 및 로봇기술에 대한 연구경험이 많은 전공교수와 현장에서 실무경험이 많은 전문가의 발제내용은 어떤 세미나에서 찾아볼 수 있는 의미 있는 내용이많았다. 세미나 발제 내용을 토대로 AI 기반 로봇기술이 상용화되기를 기약하고 있는 건설사들은 미래비전을 제시하는 발제자들에게 뜨거운 박수와 응원을 보냈고, 이를 관철하기 위해서는 국회 및 정부가 연구지원 및 현장에서 느낄 수 있는 제도적 보완을 해소해 줄 것을 기대하고 있다. 국회 국토교통위원회 상임위 소속 손명수 국회의원도 현장에서 상용화 될 수 있도록 제도적 지원을 아끼지 않겠다고 약속했다. 건설업계가 생산성 저하, 인력부족, 안전사고 등 고질적인 문제들을 해결하기 위해 AI 기반 로봇기술을 도입하고 있지만, 데이터 부족과 법규 미비로 인해 현장에서 상용화되지 못하고 있다.

전공 교수들은 AI와 로봇기술의 연구 경험을 토대로 상용화되지 못하는 문제점을 지적하였고, 실무자들도 건설현장에서 상용화되지 못하고 있는 현실적인 문제점을 지적하고 개선방안도 함께 도출하였다. 토론자들도 상용화되지 못하고 있는 현 상황을 안타까워하면서 조속한 상용화를 위한 제도적 보완을 제언하였다. 

전문가들은 건설기술이 건설현장에서 상용화되기 위해서는 기술 개발과 함께 데이터 인프라 구축, 규제개선, 산업 생태계 조성이 병행되어야 한다고 설명하였다. 이를 위해서는 정부의 지속적인 연구지원과 국회의 법률개정이 필요하고, 건설현장에서 AI와 로봇기술을 서로 협력하고 개선하기 위한 산업 생태계를 조속히 조성해야 한다고 설명했다.

이번 세미나를 통해 AI와 로봇기술의 문제점을 이해할 수 있었고, 건설현장에서 조속히 상용화 될 수 있도록 건설업계 전문가들의 일원화된 의견으로 국회와 정부에 제도적 보완을 개진하여 협력해야 한다. 한국건설관리학회 계약관리위원회에서는 조속한 법률개정과 예산지원을 위해 국회 및 국토교통부와 조속한 시일 내 간담회를 추진하고, 입법지원을 위한 협력체계를 구축할 계획이다.

[작성자]
* 이윤홍 계약관리위원회 위원장 / 한양대학교 건축공학부 특임교수 / miso1036@hanmail.net