▲ 파이프피쉬

지하의 수도 파이프의 균열 여부를 감시하는 로봇 물고기가 개발되고 있다.

미 남캘리포니아대(USC)의 정보과학연구소(ISI)는 물 부족을 초래할 수 있는 지하 파이프의 누수 및 파열을 감지하기 위해 다이빙 가능한 로봇 물고기를 개발하는 프로젝트를 진행 중이다.

연구팀은 미국에서 노후화된 수중 시스템이 늘어나 누수와 균열로 인해 물 부족과 시스템 파손, 값비싼 복구 비용 등의 문제가 생기고 있다고 전했다. 예를 들어 로스앤젤레스 지역만 해도 7000마일에 달하는 수도관 중 약 3분의 2가 60년이 넘어 사용 기한을 넘긴 것으로 파악됐다.

▲ 화재 현장에서 수도관의 균열 부위를 통해 물이 분출해 소방관들이 화재 진압에 애를 먹고 있다.

시스템의 상태가 점점 악화됨에 따라 도시 계획자와 공무원들은 파이프를 교체가 시급한 지점을 감지할 수 있는 방안으로 로봇에 주목하고 ISI에 이를 의뢰했다. ISI 폴리모픽로보틱스연구소(Polymorphic Robotics Lab) 디렉터인 웨이민 셴(Wei-Min Shen)이 이끄는 연구팀이 개발한 ‘파이프피쉬(PipeFish)’는 지상이든 지하든 수도 파이프의 손상을 신속하게 자율 감지할 수 있는 로봇이다.

파이프피쉬는 기존 소화전의 길을 따라 파이프로 보내어진다. 로봇이 헤엄을 치면서 수중 시스템의 상태에 대한 실시간 비디오를 캡처하는데 이때 센서는 파이프 품질 및 이동하는 로봇의 위치에 대한 정보를 파악한다. 온보드 컴퓨터가 조명, 센서 및 360도 카메라를 제어하는 동안 로봇은 물의 흐름과 함께 움직인다. 다른 센서를 활용해 유속, 가스 공간에 관한 정보를 수집하고 불법적으로 버려진 화학 물질을 탐지할 수도 있다.

일단 로봇이 검색되면 수집된 데이터를 분석해 파이프 결함의 조기 경보 신호를 확인할 수 있다. 셴은 "파이프피쉬는 특정 문제로 범위를 좁혀 원인을 파악하기 때문에 심각한 문제가 발생하기 전에 수리가 가능하다"며 "고가의 비용을 들여 모든 파이프를 굴착하고 교체하는 일을 하지 않아도 된다"고 강조했다.

셴과 연구팀은 지난 1년간 로스엔젤레스 수자원국(LADWP)과 협력해 로봇을 테스트하고 개선하기 위해 노력해왔다. 연구팀은 현재 LADWP의 실마르 웨스트 퍼실러티(Sylmar West Facility)의 파이프에서 '건식 테스트'를 벌이고 있으며 내년 초에는 수중 환경의 파이프 시스템에서 실험할 계획이다.

궁극적인 목표는 LA 파이프를 넘어 다양하게 확산하고 한번의 투입으로 방대한 길이를 커버할 수 있도록 프로그래밍하는 것이다. 셴은 "LA의 모든 주요 수도관으로 파이프피쉬를 보내 위험을 식별하고 수리나 교체가 시급한 배관의 우선 순위를 정하는 것이 핵심 역할"이라며 "세계의 모든 도시에는 파이프피쉬가 필요할 것"이라고 강조했다.