DFKI, AI 자율 수중 용접 로봇 ‘MARIOW’ 공개

AI 경로 탐색과 UW-FCAW 결합… 심해 6,000m 대응으로 산업 잠수사 대체 기대

독일인공지능연구소(DFKI) 주도의 연구 컨소시엄이 산업 잠수사 없이 해양 인프라를 수리하는 수중 용접 로봇 시스템을 개발했다. MARIOW 프로젝트를 통해 탄생한 이 시스템은 인공지능(AI)과 최신 센서, 수중 전용 로봇 팔을 결합했다. 이를 통해 극한 환경에서의 자율 용접 공정을 구현했다.

심해 6,000m 대응 모듈형 수중 매니퓰레이터 기술

시스템의 핵심 기술은 DFKI 로보틱스 혁신 센터가 개발한 모듈형 수중 매니퓰레이터다. 이 로봇 팔은 최대 6,000m 심해에서도 작동하도록 설계되었다. 2m의 작업 반경을 확보해 다양한 해양 구조물에 유연하게 대응한다. 분산형 관절 제어와 상위 수준의 모션 플래닝 기술을 적용했다. 이를 통해 용접 작업 시 높은 정밀도와 반복 재현성을 보장한다.

AI와 스테레오 카메라 기반의 지능형 경로 탐색

용접 경로 결정에는 프라운호퍼 IGD의 스테레오 카메라와 TH 쾰른의 AI 모델이 활용된다. 카메라는 용접 토치 앞에서 고해상도 수중 영상을 실시간으로 제공한다. 학습된 AI 모델은 용접 이음매의 시작점과 끝점을 스스로 인식한다. 로봇은 이를 바탕으로 최적 이동 경로를 즉각 계산하여 자율 주행을 지원한다.

중단 없는 공정을 위한 UW-FCAW 용접 방식 도입

기존 수동 수중 용접은 짧은 간격마다 전극봉을 교체해야 하는 한계가 있었다. MARIOW 프로젝트는 이를 극복하기 위해 수중 플럭스 코어드 아크 용접(UW-FCAW) 공정을 도입했다. 이 방식은 와이어를 연속 공급해 재료의 흐름을 일정하게 유지한다. 가시성이 낮은 수중 환경에서도 안정적이고 균일한 용접 심을 형성하는 것이 장점이다.

브레멘 DFKI 수중 테스트 베이슨에서 진행된 최종 시연은 성공적으로 마무리되었다. AI 기반 이음매 인식부터 자동 경로 계획, 용접까지의 통합 운용이 입증되었다. 컨소시엄은 향후 염수 환경에서의 성능을 최적화할 계획이다. 또한 용접 시 발생하는 슬래그를 제거하기 위한 레이저 시스템 통합 연구를 이어갈 방침이다.