AI 기술로 산림작업 안전성?효율성 높인다

다음은 대한민국 정부 부처에서 발표한 보도자료를 바탕으로 작성된 상세하고 포괄적인 요약입니다.

1. 핵심 요약

산림청 국립산림과학원은 2025년 8월 6일, 인공지능(AI) 기술을 활용한 지능형 산림작업 로봇을 개발하고 현장 적용성 강화를 위한 연구를 추진 중이라고 발표했습니다. 이 로봇은 기존 위성항법시스템(GNSS) 및 관성항법시스템(INS) 기반 자율주행 임업용 로봇이 산림 환경에서 겪는 위치 오차 문제를 해결하기 위해 고안되었습니다. 특히, 비전 센서로 수집한 주행로 영상정보를 딥러닝으로 학습시킨 '탑재형 AI' 기술을 적용하여, 다양한 임도(산림 내 도로) 환경에서 실시간 주행로 인식 및 경로 중심선 추출이 가능함을 현장 시험을 통해 확인했습니다. 이 기술은 산림작업의 안전성을 획기적으로 높이고 효율성을 증대하여, 궁극적으로는 산림 작업자의 안전과 생산성 향상에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

2. 주요 내용

• AI 기반 지능형 산림작업 로봇 개발: 국립산림과학원은 '산림분야 재난·재해 현안 해결형 연구개발' 사업의 일환으로 AI 기술을 적용한 지능형 산림작업 로봇을 개발했습니다. 이 로봇은 산림 환경에서 스스로 작업 환경을 인식하고 자율주행할 수 있도록 설계되어, 위험하고 반복적인 산림 작업의 무인화를 가능하게 합니다.
• 탑재형 AI 기술 적용: 기존 GNSS/INS(위성항법시스템과 관성항법시스템을 결합한 통합 항법시스템) 기반 자율주행 임업용 로봇은 울창한 산림 환경에서 위성 신호 수신이 불안정하여 위치 오차가 발생하는 한계가 있었습니다. 이를 보완하기 위해 로봇에 탑재된 비전 센서(카메라 등 시각 정보 수집 장치)로 수집된 주행로 영상정보를 딥러닝(인공지능의 한 분야로, 컴퓨터가 방대한 데이터를 스스로 학습하여 패턴을 인식하고 예측하는 기술)으로 학습시킨 '탑재형 AI(On-board AI)' 기술이 도입되었습니다.
• 현장 적용 시험 및 성능 확인: 개발된 탑재형 AI 기술은 다양한 임도 환경에서 현장 적용 시험을 거쳤습니다. 시험 결과, 로봇이 실시간으로 주행로를 정확히 인식하고, 주행 경로의 중심선을 추출하여 실제 주행이 가능한 것으로 확인되었습니다. 이는 복잡하고 변화무쌍한 산림 지형에서도 로봇이 안정적으로 자율주행할 수 있음을 입증하는 중요한 성과입니다.
• 탑재형 AI의 장점: 탑재형 AI는 독립적인 장치에서 AI 모델을 자체적으로 수행하기 때문에, 외부 네트워크나 클라우드 서버에 의존하지 않고 서비스를 제공할 수 있습니다. 이러한 특성은 통신 환경이 열악하거나 불안정한 산림 현장에서 임업용 로봇 및 기계에 적용하기에 매우 유리하며, 안정적인 작업 수행을 보장합니다.
• 다양한 적용 가능성: 이번에 개발된 AI 기반 자율주행 기술은 무인형 산림작업 로봇뿐만 아니라, 현재 현장에서 사용되고 있는 다양한 임업용 기계장비에도 쉽게 장착하여 활용할 수 있습니다. 이는 기존 장비의 활용도를 높이고, AI 기술 도입의 문턱을 낮춰 산림 작업 전반의 디지털 전환을 가속화할 수 있습니다.
• 연구 주체 및 담당자: 본 연구는 산림청 국립산림과학원 산림기술경영연구소에서 주도했으며, 오재헌 박사가 핵심 연구를 담당했습니다. 이번 보도자료는 2025년 8월 6일에 배포되어, 미래 산림 기술의 방향을 제시하고 있습니다.

3. 배경 및 목적

대한민국 산림은 국토의 약 63%를 차지하는 중요한 자원이지만, 넓고 험준한 지형이 많아 산림작업 시 작업자의 안전 확보와 작업 효율성 증대가 오랫동안 중요한 과제로 인식되어 왔습니다. 산림 작업은 벌목, 조림, 숲 가꾸기 등 다양한 형태로 이루어지며, 낙석, 경사지, 불안정한 지반, 예측 불가능한 자연환경 등 수많은 위험 요소에 노출되어 있어 인명 사고의 위험이 상존합니다. 또한, 고령화로 인한 숙련된 작업자 감소와 젊은 인력의 유입 부족은 산림 작업의 지속 가능성을 위협하는 요인이 되고 있습니다.

이러한 배경에서 국립산림과학원은 '산림분야 재난·재해 현안 해결형 연구개발' 사업의 일환으로 AI 기술을 활용하여 산림작업의 안전성과 효율성을 획기적으로 높이는 것을 핵심 목적으로 삼았습니다. 기존에 개발된 GNSS/INS 기반의 자율주행 임업용 로봇은 작업자의 위험 노출을 줄이는 데 기여할 수 있었으나, 울창한 산림 환경에서는 위성 신호 수신이 불안정하여 위치 오차가 발생하는 기술적 한계가 명확했습니다. 따라서 본 연구는 이러한 기존 자율주행 로봇의 위치 오차 문제를 해결하고, 로봇이 스스로 작업 환경을 정확히 인식하여 자율적으로 주행할 수 있는 지능형 시스템을 구축함으로써, 궁극적으로는 산림 작업자의 안전을 보장하고 생산성을 향상시키는 데 기여하고자 합니다. 이는 미래 산림 경영의 지속 가능성을 확보하고, 더 나아가 산림 재해 예방 및 대응 능력 강화에도 기여할 것으로 기대됩니다.

4. 세부 추진 내용

국립산림과학원은 지능형 산림작업 로봇 개발을 위해 기존의 GNSS/INS(위성항법시스템과 관성항법시스템을 결합한 통합 항법시스템) 기반 자율주행 임업용 로봇에 AI 기반 딥러닝 기술을 접목하는 방식으로 연구를 추진했습니다. 이 프로젝트의 핵심은 산림 환경에서 발생하는 자율주행 위치 오차를 효과적으로 보완하는 것이었습니다. 이를 위해 연구팀은 로봇에 탑재된 비전 센서(카메라와 같이 시각 정보를 수집하는 장치)를 활용하여 다양한 산림 내 주행로의 영상정보를 정밀하게 수집했습니다.

수집된 방대한 영상 데이터는 딥러닝(심층 학습) 기술을 통해 체계적으로 학습되었습니다. 딥러닝은 인공지능의 한 분야로, 컴퓨터가 대량의 데이터를 스스로 분석하고 학습하여 복잡한 패턴을 인식하고 예측하는 능력을 갖추게 하는 기술입니다. 이렇게 학습된 AI 모델은 로봇 자체에 내장되는 '탑재형 AI(On-board AI)' 형태로 개발되었습니다. 탑재형 AI는 독립적인 장치에서 AI 모델을 자체적으로 수행하기 때문에, 외부 네트워크나 클라우드 서버에 의존하지 않아 통신 환경이 불안정하거나 통신이 불가능한 산림 현장에서도 안정적으로 작동할 수 있다는 큰 장점을 가집니다. 개발된 기술은 다양한 임도(산림 내 도로) 환경에서 현장 적용 시험을 거쳤으며, 시험 결과 로봇이 실시간으로 주행로를 정확히 인식하고, 주행 경로의 중심선을 추출하여 실제 로봇이 안정적으로 자율주행할 수 있음이 확인되었습니다. 이 과정에서 국립산림과학원 산림기술경영연구소의 오재헌 박사가 핵심적인 역할을 수행했습니다.

5. 기대 효과

이번 AI 기반 지능형 산림작업 로봇 기술 개발은 산림작업 현장에 혁신적인 변화와 함께 다각적인 긍정적 효과를 가져올 것으로 기대됩니다. 첫째, 가장 중요한 것은 작업자의 안전성 향상입니다. 위험하고 반복적이며 육체적으로 힘든 작업을 로봇이 대신함으로써, 낙석, 경사지 미끄럼, 중장비 사고 등 산림 작업 현장에서 발생할 수 있는 인명 사고의 위험을 획기적으로 줄일 수 있습니다. 둘째, 작업 효율성이 크게 증대될 것입니다. AI 기반의 정밀하고 안정적인 자율주행을 통해 작업 시간을 단축하고, 인력 투입을 최소화하여 생산성을 높일 수 있습니다. 이는 산림 경영의 경제성을 향상시키는 데 기여할 것입니다. 셋째, 개발된 기술은 무인형 로봇뿐만 아니라 기존의 임업용 기계장비에도 쉽게 장착할 수 있어, 광범위한 현장 적용이 가능하며 기존 장비의 활용 가치를 높일 수 있습니다. 이는 새로운 장비 도입에 대한 부담을 줄이고, AI 기술의 보급을 가속화할 것입니다. 궁극적으로는 산림 작업에 종사하는 모든 이들의 안전과 복지를 증진하고, 지속 가능한 산림 경영을 실현하며, 미래 산림 산업의 경쟁력을 강화하는 데 크게 기여할 것으로 전망됩니다.

6. 향후 계획

국립산림과학원은 이번에 개발된 탑재형 AI 적용 자율주행 기술의 현장 적용성을 더욱 강화하기 위한 후속 연구를 지속적으로 추진할 계획입니다. 특히, 산림기술경영연구소의 오재헌 박사가 언급했듯이, 향후 여러 형태의 센서 융합 기술을 추가적으로 개발하고 적용하여 로봇의 환경 인식 능력과 자율주행 정밀도를 더욱 고도화할 예정입니다. 이는 다양한 산림 작업 환경과 복잡한 지형에서도 안정적으로 작동하는 범용적인 지능형 산림작업 시스템을 구축하는 데 필수적입니다. 국립산림과학원은 이러한 연구를 통해 개발된 기술을 실제 산림 현장에 적극적으로 보급하고 확산하여, 안전하고 효율적인 산림작업 환경을 실현하고 대한민국 산림 산업의 디지털 전환을 선도해 나갈 방침입니다.