美 버지니아텍, 지하 광산 갱도 안전성 평가 드론 기술 개발

▲ 버지니아텍 연구팀이 지하 광산의 안전성을 평가하고 예측하기 위한 자율 드론 기술을 개발하고 있다.(사진=버지니아텍)

미국 버지니아텍 연구팀이 드론을 활용해 지하 갱도의 붕괴를 예측하고 방지할 수 있는 기술을 개발했다고 지난 1일(현지 시각) 밝혔다.

리차드 비숍 버지니아텍 연구원은 웨스트버지니아대학 연구팀과 공동으로 '알파 파운데이션'의 자금 지원을 받아 이 프로젝트를 수행했다.

연구팀에 따르면 2006년 이후, 미국의 지하 석재 광산에서 발생한 사망 사고 가운데 약 40%가 무너진 지붕과 바위 기둥에서 비롯됐다. 2020년 이래 발생한 4건의 주요 붕괴 사고는 광산의 오래된 부분에서 발생했다. 하지만 이러한 구조적 위험을 예측할 수 있는 확실한 방법은 아직까지 없는 상황이다.

연구팀은 이번 프로젝트를 통해 광산 레이아웃, 암석의 질량적 특성, 석재 기둥과 지붕 등에 관한 고해상도 3D 지도 데이터베이스를 개발한다. 유사 데이터를 수집하는 데 사용되는 기술과 장비를 개선하며, 기둥과 지붕 붕괴를 초래하는 위험을 인식하는 데 데이터베이스를 사용하는 것을 목표로 하고 있다.

이번 연구를 수행한 리차드 비숍 연구원은 이전에 국립산업안전 및 건강연구소(National Institute for Occupational Safety and Health)가 자금을 지원하는 연구 프로젝트에서 참여한 경험을 갖고 있다.

이 프로젝트는 레이저 스캐닝과 사진 측량 기술을 활용해 지하 석재 광산의 구조적 무결성을 연구하는 데 도움이 되는 3D 지도를 생성하는 데 목표를 두었다. 이 프로젝트에서 비숍은 다양한 센서를 사용하여 GPS가 차단된 환경에서 드론을 날리고, 자체 구축된 LED 조명 시스템을 통해 지하 갱도의 칠흑같은 어둠 속에서도 드론을 이용해 고품질 디지털 사진을 촬영했다. 이 사진들은 광산 구조물의 안전성을 평가하는 데 중요한 측정값을 제공한다.

웨스트버지니아대학 연구팀은 지하 광산을 지도화하기 위해 자율 지상 차량 및 드론을 사용하는 로봇 지도 제작 시스템을 개발했다.

버지니아텍과 웨스트버지니아대 공동 연구팀은 앞에 언급한 두 가지 접근 방식을 결합해 광산 구조를 검사하고, 안전 위협을 예측하는 더 나은 방법을 개발할 수 있었다고 밝혔다. 연구팀은 이번에 확보한 기술이 전세계 광산의 안전과 지속 가능성을 확보하는 데 중요한 기여를 할 것으로 보고 있다.