Multipurpose Robotic Platform and XR-Based Human-Robot Collaboration for Work at Height in Construction

Research Objectives

A construction robot platform will be developed to support three specialized high-altitude tasks—welding, painting, and fireproof spraying—through XR-based remote human-robot collaboration and a multi-robot integrated operation system, improving safety and productivity on construction sites.

• (Subtask 1 - MOLIT, KRW 17B) Development of Human-Robot Collaboration and Integrated Operating System for Construction Work at Height
• (Subtask 2 - MOTIE, KRW 11B) Development of autonomous work at construction sites and multi-robot autonomous driving technology

Core Technologies

🔹 Core Technology 1 – MOLIT

XR-Based Human-Robot Collaboration for High-Altitude Tasks

• Develop and validate specialized robotic solutions for welding, painting, and fireproof spraying at height.
• Integrate XR-based remote collaboration techniques to enhance task efficiency and worker safety.

🔹 Core Technology 2 – MOTIE

Robotic Systems for High-Altitude Construction Operations

• Design modular mobile robots customized for construction environments, including high-altitude lift modules and general-purpose manipulators.
• Develop advanced control technologies for environment perception, path planning, and autonomous navigation.

🔹 Core Technology 3 – MOLIT

Integrated Operating System for High-Altitude Robotics

• Build and operate a smart construction robot testbed (TB) to verify real-world deployment.
• Demonstrate a digital twin-based integrated operation system to manage high-altitude construction robots.

Performance Objectives

• Task Productivity
  • Welding speed ≥ 18.8 cm/min
  • Painting speed ≥ 8.9 m²/hr
  • Fireproof spraying speed ≥ 11.2 m²/hr
• Work Quality
  • Welded joints: Tensile strength compliance
  • Painted surfaces: Dry film thickness compliance
  • Fireproof coatings: Compliance with thickness, density, and adhesion strength standards
• Real-Time Teleoperation
  • Remote operation latency ≤ 200 ms

(총괄) 건설현장 다목적 고소작업을 위한 로봇 플랫폼 및 XR 기반 인간-로봇 협업 기술 개발

• (1세부-국토부) 건설현장 고소작업 인간-로봇 협업 기술 및 통합운영 시스템 개발
• (2세부) 건설현장 고소작업 자율작업 및 다중로봇 자율주행 기술개발

연구목표

건설현장 고소작업 안전 향상을 위해 확장현실 기반 인간-로봇 원격 협업 작업이 가능한 고소작업 3종(용접‧도장‧내화뿜칠) 로봇 시스템과 다중 건설로봇 통합운영 시스템으로 구성된 고소작업 건설로봇 플랫폼 개발

• (구성기술 1-국토부) 확장현실(XR) 기반 고소작업 인간-로봇 협업 기술 개발 : 건설작업 생산성 및 안전성을 개선하기 위한 고소용접·도장·내화뿜칠 작업 특성화 로봇 기술과 원격 인간-로봇 협업작업 기술 개발 및 실증
• (구성기술 2-산업부) 건설현장 고소작업 로봇 시스템 개발 : 건설 현장 특화 모듈형 모바일 로봇, 고소 리프트 모듈, 범용 모듈형 매니퓰레이션 로봇을 개발하고, 건설 현장 작업 환경 인식 및 경로 계획 제어를 위한 정밀 작업 제어 기술 개발 및 자율주행 기술 개발
• (구성기술 3-국토부) 건설현장 고소작업 로봇 통합운영 시스템 개발 및 실증 : 고소작업 로봇의 건설현장 적용성 검증 및 활성화를 위한 건설로봇 실증 스마트사이트(TB)를 구축하고, 디지털 트윈 기반 통합운영시스템을 운영 및 실증

사업 목표(구성기술 1~3 공동)

• (자율작업 생산성) 고소용접 작업속도 18.8cm/min 이상, 고소 도장 작업속도 8.9m2/hr 이상, 고소 내화뿜칠 작업속도 11.2m2/hr 이상
• (시공품질) 용접이음 인장강도 기준 만족, 도장 건조 도막 두께 기준 만족, 내화뿜칠 두께·밀도·부착강도 기준 만족
• (원격작업 실시간성) 원격작업 지연시간 200ms

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1. Yoon, S., Park, M., & Ahn, C. R. (2025). Comparing dynamic viewpoint control techniques for teleoperated robotic welding in construction. Automation in Construction, 172, 106053. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.autcon.2025.106053
2. Yoon, S., Park, M., & Ahn, C. R. (2025). Learning viewpoint control from human-initiated transitions for teleoperation in construction. Advanced Engineering Informatics, 68, 103665. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.aei.2025.103665