JR서일본, 작업 반경 15m·중량물 120kg 처리 가능한 철도 유지보수 로봇 추가

나무와 중량 철도 장비를 다루는 신형 로봇 2종

서일본여객철도(JR서일본)가 서로 다른 강점을 지닌 유지보수 로봇 2종을 도입한다. 한 로봇은 최대 120kg의 장비를 잡을 수 있고, 다른 로봇은 철로 위 15m까지 닿아 나뭇가지를 정리한다. 이 로봇들은 고소 작업의 위험을 줄이고 더 적은 인원으로 유지보수 작업을 마칠 수 있도록 설계됐다.

JR서일본은 2026년 10월 16일 지자이(ZIZAI) 프로그램의 확대를 발표했다. 한 팔 로봇은 10월 긴키 지역에서 작업을 시작할 예정이며, 이어 11월에는 더 작고 가벼운 인간형 로봇이 서일본 주고쿠 지역을 중심으로 투입된다.

회사의 10월 16일 발표에는 관련 작업에 필요한 인력을 약 30% 줄이겠다는 목표가 담겼다. JR서일본은 추락과 감전 사고를 예방하고, 신체적 부담을 줄이며, 나이와 성별에 관계없이 직원들이 유지보수 업무를 맡을 수 있도록 하는 것도 목표로 삼고 있다.

이번 장비는 2024년 7월 운용을 시작한 인간형 철도 유지보수 로봇을 기반으로 개발됐다. 신형 로봇 2종 모두 사람이 계속 원격으로 조종하며, 작업자는 카메라 화면을 보면서 지상에서 작업을 지시한다.

더 가벼워진 인간형 로봇, 작업 반경 3m 확대

ZX-3로 명명된 신형 인간형 로봇의 무게는 약 300kg으로, 이전 모델의 절반 수준이다. 로봇을 철도 위에 위치시키는 신축식 구조물인 지지 붐은 기존 12m에서 15m로 길어졌다.

이는 로봇 무게가 50% 줄고 작업 반경은 25% 늘어난 것을 의미한다. JR서일본은 부품 크기를 줄이고 기체의 강성도 높여, 더 좁은 공간에서 작업하고 정밀한 작업을 수행할 수 있도록 했다.

로봇에는 두 팔과 카메라가 달린 머리가 있다. 나무를 정리할 때 한쪽 팔로 가지를 잡고 다른 팔에 장착한 전기톱으로 자를 수 있다. 팔 하나당 최대 20kg을 쥘 수 있다.

교체형 공구를 장착하면 페인트칠을 비롯한 다른 작업도 할 수 있다. 당장 투입되는 작업은 열차 운행에 지장을 주는 나무와 가지를 정리하는 것이다. 이 로봇은 작업자가 철로 위 높은 곳에 올라가야 했던 수목에 접근할 수 있도록 돕는다.

한 팔 로봇은 더 무거운 부품을 다룬다

ZX-2로 명명된 두 번째 로봇은 고소작업차의 적재함에 탑재된다. 한쪽 팔로 최대 120kg의 하중을 잡을 수 있어, 작업자가 가공 전차선 장비 주변에서 무거운 부품을 다루는 일을 돕는다.

전차선은 열차에 전력을 공급하므로 지지 상태와 위치를 적절히 유지해야 한다. 전차선 부속품 교체 작업에는 상당한 무게의 부품을 들어 올리는 동시에 다른 장비를 임시로 지지하는 과정이 포함될 수 있다. 로봇은 작업자에게 상당한 체력을 요구하는 들어 올리기, 내리기, 임시 지지 작업을 대신할 수 있다.

10월 14일 오사카부 스이타에서 열린 시연에서는 한 팔 로봇이 전차선 설비를 지지하는 장치인 가동 브래킷을 교체했다. 시뮬레이션 작업은 작업자 3명이 약 30분 만에 마쳤다. 수작업으로 할 때는 작업자 5명이 필요했다.

작업 완료 시간은 수작업과 거의 같았다. 시연에서 확인된 실질적인 이점은 인원 2명을 줄이고 중량물 취급을 로봇에 맡겼다는 점이다.

인력 30% 감축 목표의 의미

JR서일본은 관련 유지보수 작업에 필요한 인력을 10명 중 3명꼴로 줄이는 것을 목표로 삼고 있다. 실제 작업 인원은 작업 종류와 장비, 현장 여건에 따라 달라진다.

브래킷 교체 시연에서는 작업 인원이 5명에서 3명으로 줄어 40% 감소했다. 신형 인간형 로봇을 활용한 나무 정리 작업은 4명에서 3명으로 줄어 25% 감소할 것으로 예상된다. 이런 사례는 하나의 회사 목표가 인력 수요가 서로 다른 여러 작업을 포괄할 수 있음을 보여준다.

기존 인간형 로봇을 활용한 작업에서도 인원 구성은 작업마다 달랐다. 전차선을 지지하는 전주의 페인트칠에는 기존 5명 대신 3명이 필요했고, 나무 정리 작업에는 3명 대신 2명이 필요했다. 새 로봇을 활용한 작업에서 예상하는 4명에서 3명으로의 감축은 계획된 작업에 관한 것이다.

30%는 여전히 JR서일본이 프로그램 전체에 대해 세운 목표다. 회사는 신형 모델 2종을 유지보수망 전반에서 지속 운용한 결과를 아직 공개하지 않았다. 작업 현장에서는 당장 업무의 분담이 달라진다. 작업자는 계속 기계를 조종하고 현장을 관리하는 한편, 로봇 팔은 절단이나 중량물 취급을 맡는다.

사람이 계속 조종하는 로봇

신형 로봇 2종은 모두 원격 조종 방식으로 작동한다. 사람이 다른 위치에서 실시간으로 로봇의 움직임을 조종하는 방식이다. 카메라를 통해 작업자는 로봇의 시점으로 작업 구역을 확인할 수 있으며, 철로 위 높은 곳의 장비나 가지도 볼 수 있다.

기존 인간형 로봇은 카메라 화면을 보여주는 헤드셋과 팔을 움직이는 전용 조이스틱을 사용했다. 조이스틱은 무거운 물체를 잡는 느낌을 전달해 작업자가 다루는 하중을 파악할 수 있도록 했다.

이 방식은 사람의 판단력과 기계의 힘, 작업 반경을 결합한다. 작업자가 작업을 지시하면 로봇이 공구나 부품을 필요한 위치로 옮긴다. 신형 로봇 모두 독립적으로 작동하지는 않는다.

개발사 진키 잇타이는 인공지능이 발전함에 따라 자율 작동도 가능해질 수 있다고 앞서 밝혔다. 그러나 10월과 11월에 투입될 로봇은 사람이 계속 조종하는 방식으로 운용될 예정이어서, 조종자 교육이 도입 과정의 핵심이 된다.

운용의 핵심 목표는 안전

JR서일본은 고소 작업을 기계화해 줄이려는 구체적인 위험으로 추락과 감전을 꼽았다. 철도 유지보수 작업에서는 작업자가 전기 설비 주변의 높은 곳에서 공구와 중량물을 다뤄야 할 수 있다.

로봇은 이처럼 부담이 큰 작업 일부를 작업자의 신체에서 떼어낸다. 로봇 팔은 부품을 교체하는 동안 이를 지지할 수 있고, 인간형 로봇은 선로 위 가지까지 절단 공구를 가져갈 수 있다. 작업자는 여전히 작업을 지시하고 유지보수 작업을 조율해야 한다.

기존 인간형 로봇을 도입할 당시 하세가와 가즈아키 JR서일본 사장은 회사가 기대하는 안전 효과를 다음과 같이 설명했다.

작업자가 감전되거나 (높은 곳에서) 추락하는 산업재해를 예방하는 데 큰 도움이 될 것이며, 이를 통해 안전성을 높일 수 있다.

2026년 발표는 이 목표를 확대된 프로그램으로 이어간다. 신체적 부담을 줄여 더 다양한 직원이 유지보수 업무에 참여할 수 있도록 하는 것도 목표다. 체력이나 고소 작업을 감당할 능력이 업무 참여 여부를 결정하지 않도록 하겠다는 취지다.

첫 로봇에서 실제 운행 노선 투입까지

JR서일본은 시가현 구사쓰에 본사를 둔 로봇 기업 진키 잇타이, 닛폰신호, 철도차량 제조사 도요샤료 등과 협력해 로봇을 개발했다. 지자이는 자유로운 움직임 또는 유연성을 뜻한다.

로봇은 도로를 주행하고 철도 선로에 진입할 수 있는 차량에 실린다. JR서일본은 신형 모델을 10월과 11월에 각각 한 대씩 도입하고, 이를 실제 운행 중인 철도 노선의 유지보수에 단계적으로 활용할 계획이다.

• 2024년 7월: JR서일본이 첫 지자이 다목적 철도 유지보수 로봇을 도입했다.
• 2026년 10월 14일: 스이타 시연에서 신형 한 팔 로봇이 전차선 지지 브래킷을 교체했다.
• 2026년 10월 16일: JR서일본이 신형 모델 2종을 공식 발표했다.
• 2026년 10월: 한 팔 로봇이 긴키 지역에서 작업을 시작할 예정이다.
• 2026년 11월: 양산형 인간형 로봇이 주고쿠 지역을 중심으로 작업을 시작할 예정이다.

초기 인간형 로봇은 교토, 오사카, 고베를 포함한 게이한신 지역을 중심으로 투입됐다. 새 일정에 따라 프로그램 적용 지역이 확대되며, 중량 장비를 다루도록 특별히 설계된 로봇도 추가된다.

수목 정리로 안전하고 안정적인 열차 운행 지원

JR서일본은 열차 운행의 안전성과 안정성을 유지하기 위한 노력의 하나로 운행을 방해하는 나무를 제거하고 있다. 열차나 철도 장비에 필요한 공간으로 뻗어 들어온 식생은 선로를 따라 정리해야 할 작업을 만든다.

신형 인간형 로봇의 작업 반경 확대는 바로 이 작업과 관련이 있다. 작업 반경이 3m 늘어나 더 높은 가지까지 닿을 수 있고, 기체가 작아져 좁은 곳에서도 로봇을 배치하기 쉽다. 전기톱 부착 장치를 이용해 그 작업 반경으로 식생을 정리할 수 있다.

이 프로그램은 인력 부족에도 대응한다. 나무 정리 작업에 필요한 인원을 4명에서 3명으로 줄이면 해당 작업의 인력 수요를 낮출 수 있고, 한 팔 로봇도 장비 교체 작업에서 비슷한 효과를 낼 수 있다. JR서일본은 로봇 활용을 확대해 더 안전한 작업 환경을 만들고 인력 부담도 줄이려 하고 있다.

공구 확대와 철도 외 분야 활용 가능성

JR서일본은 전용 공구를 계속 개발하고 로봇이 수행할 수 있는 철도 작업의 범위를 넓힐 계획이다. 교체형 부착 장치가 핵심이다. 공구를 바꿀 수 있는 로봇은 한 종류 이상의 유지보수 작업에 투입할 수 있다.

JR서일본 전기 기술 업무 부문의 유아사 모토히로 관리자는 유지보수 현장에서 실제로 활용하며 작업자들의 조종 기술을 높이고 싶다고 밝혔다. 로봇의 위치 조정, 파지, 공구 취급 경험은 추가로 적용할 작업을 결정하는 데 도움이 될 것으로 보인다.

구라사카 쇼지 JR서일본 사장은 터널과 도로 등 다른 기반시설의 유지보수에도 이 기술을 도입해 새로운 수익원을 창출할 가능성을 제시했다. 앞서 나온 계획에는 철도 작업용 로봇의 대여나 판매, 도로변 교통 신호등 교체, 터널 천장 청소 등이 포함됐다.

회사는 공식 발표에서 적용 가능한 작업을 확대하고 전용 공구를 개발하는 한편, 철도 분야의 경험을 바탕으로 더 넓은 기반시설 유지보수에 기여하겠다고 밝혔다. JR서일본은 이 사업을 양질의 일자리와 경제성장을 다루는 유엔 지속가능발전목표 8번, 산업·혁신·인프라를 다루는 9번 목표와도 연계하고 있다.

핵심 내용

• JR서일본은 2026년 10월 16일 신형 지자이 철도 유지보수 로봇 2종을 발표했다.
• 한 팔 로봇 ZX-2는 최대 120kg을 잡을 수 있으며, 10월 긴키 지역에 투입될 예정이다.
• 인간형 로봇 ZX-3의 무게는 약 300kg이며 작업 반경은 15m다. 이전 모델의 작업 반경은 12m였다.
• 인간형 로봇은 11월 주고쿠 지역을 중심으로 작업을 시작해 철도 운행을 방해하는 나무를 정리할 예정이다.
• 두 로봇 모두 사람이 계속 조종한다.
• JR서일본은 관련 작업 인력을 약 30% 줄이고 신체적 부담과 추락·감전 위험을 낮추는 것을 목표로 한다.
• 앞으로 공구와 철도 작업 적용 범위를 확대하고, 다른 기반시설 작업에 활용하는 방안도 검토할 예정이다.