◆로봇 기반의 물류혁신
-차원철 삼성서울병원 디지털혁신센터장(응급의학과 교수)
![[KHF 2023]AI 물류자동화 포럼](/news/photo/202309/225820_104926_2028.jpg)
첨단지능형 병원을 지향하고 있는 삼성서울병원은 올해 미국 뉴스위크지가 조사한 글로벌 스마트병원 부문에서 25위를, 아시아에서는 1위를 차지했다. 첨단지능형 병원을 만들기 위해서는 기본적인 인프라와 플랫폼을 구축해야 하고, 내부 모든 곳에 네트워크 기반이 마련돼야 한다.
오늘날의 로봇은 알고리즘을 가진 고도화된 형태로 발전했다. 병원에 로봇을 활용하기 위해서는 네트워크가 끊기는 곳이 있어서는 안되며, 로봇이 다닐 수 있는 길을 해결해야 한다. 환자안전이 점차 더욱 중요시되고 있는 시점인 만큼 사람이 있는 공간에 로봇이 함께 있어야 하는 부분도 고민해야 한다.
삼성서울병원은 대형 물류로봇과 소형 물류로봇을 함께 가동 중이다. 대형 물류로봇은 골격 또는 대동맥 같은 것으로 이해하면 되고, 소형 물류로봇은 말단 장기까지 이송하기 위한 것으로 이해하면 된다.
물류로봇은 프로토타입을 거쳐 1세대로, 그리고 지금은 2세대로 진화했다. 자체적으로 300kg까지의 하중을 견뎌낼 수 있으며, 다양한 안전장치를 포함하고 있다. 물류로봇을 주로 사용하는 곳은 공장이기에 산업용 로봇에는 안전장치가 많지 않다. 하지만 병원은 이와 달리 좁은 공간에서 사람들과 함께 동선을 공유해야 하기에 추가적인 안전장치가 필요한 것.
안전사고를 방지하기 위해 기능을 하나하나 추가하고 있으며, 일단은 사람이 없는 밤 9시부터 새벽 3~4시까지 가동을 하고 있다. 물류 배송 시 가장 어려웠던 부분은 엘리베이터 문제였다. 엘리베이터를 타고 내리기 위한 신호를 만들고, 내부에서도 한 순간이라도 네트워크가 끊기지 않도록 했다. 그리고 지정한 위치에 정확하게 배송을 해야 로봇의 임무가 완수되는 것이기에 RFID를 이용해 이동 오차범위를 5cm 내로 줄였다. 이렇듯 물류로봇이 병원 공간에 최적화할 수 있는 노력을 지속하고 있다.
로봇대시보드로 로봇물류의 통합 관제 진행 현황을 파악할 수 있다. 중요한 공간은 스트리밍을 활용하기도 한다. 또 물류대시보드를 통해 카트장의 이동과 완료된 상황을 확인할 수 있다.
통합물류 자동화를 위해서는 표준 물류체계를 마련하는 것이 가장 중요하다. 진료에 필요한 물품의 품목수는 700여 개에서 적으면 400여 개에 이른다. 필요한 수량과 시기를 산정하는 것 등을 최적화해야 한다. 이전까지는 물류를 정확하게 체크할 수 있는 방법이 없었지만, 로봇 물류를 시작하며 실시간으로 추적관찰이 가능한 시스템을 구축했다. 의약품의 이송은 아직 수액 정도만 실시하고 있으며, 처방약 등은 추후 실시할 예정이다. 병원 자체 EMR과 물류 시스템을 연동시키고 의료 폐기물의 이송도 시범 운영 중에 있다.
물류로봇은 관련 인력을 줄일 수 있는 대안이지만 이를 관리하는 관제시스템의 인력이 필요하다는 것은 아이러니한 부분이기도 하다. 관제시스템은 24시간 가동 중이며, 병원의 인프라팀에서 관리하고 있다.
◆물류 시스템의 공백을 채우는 소량 물류 배송로봇
-이미연 한림대성심병원 커맨드센터장 방사선종양학과 교수
대외적으로 많이 알려져 있진 않지만 한림대성심병원에는 5개 회사의 6가지 종류 72대의 로봇을 사용 중이다. 자율주행로봇, 배송로봇, 안내로봇 등이 있다.
이를 위해 로봇들이 제대로 작동하는지를 관리하는 통합관제시스템을 직접 구축했다. 각 회사마다 관제시스템을 제공하긴 하지만 여러 회사 제품을 한 눈에 관리할 수 있는 시스템이 필요했기 때문이다. 로봇의 사용자가 다양하고, 다수인 만큼 로봇의 기존 기능을 더욱 잘 활용할 수 있는 방안을 고민하고 있다.
우선 안내로봇은 원내 안내데스크 주변마다 위치해 환자들이 원하는 위치 등을 직접 안내한다. ‘누가 쓰겠어’라고 생각할 수 있지만 한 달에 160여 건의 안내를 수행하고 있다. 병원 곳곳을 누비는 방역로봇은 실용성은 잘 모르겠으나 환자 만족도는 높은 편이다. 실제 방역 효율성은 잘 모르겠지만 병동복도 등을 돌아다니며 방역을 하는 모습은 환자와 방문객들에게 심리적으로 좋은 효과를 주는 듯 하다. 이외에도 비대면 다학제 로봇, 홈케어 로봇 등을 운영 중인데, 홈케어 로봇은 재택관리시범사업 환자의 가정에 설치해 활용하기도 한다.
이 같은 로봇을 도입한지 1년 정도가 지나가고 있다. 초기 6개월간 3,600여 건의 업무를 수행했으며, 올해 1~8월에만 1만2천건의 업무를 수행했다. 여기에는 배송로봇이 가장 큰 역할을 했다.
병동 물품을 나르는 소량(소형) 물류로봇은 하루에도 수십번 이상 병동을 들락날락한다. 입원환자들의 처방약제 배송 업무는 아직까지는 사람이 편하지만 이제는 점점 단순업무 인력을 구하기가 어려워지고 있는 만큼 로봇을 활용한 배송은 결국 가야 할 길이라고 생각한다. 현재는 추가되는 약제 배송을 위해 로봇을 활용하고 있다. 엘리베이터를 타고 병동의 통제형 자동문을 열고 배송하는 시스템을 구축했다.
검진센터에서 활용할 수 있는 물류로봇도 시범운영 중이며, 외래에서 서류를 모아 이동하는 업무 등 여러 용도로 배송로봇을 활용하는 방안을 구상하고 있다. 길쭉한 형태를 지닌 우리 병원의 병동에서도 메인 스테이션에서 서브 스테이션까지의 물류 배송에 로봇을 활용하고 있다. 지난 8월 한 달간 배송로봇 사용 건수는 1,700여 건에 달하며, 314시간 동안 227km를 이동했다. 이는 24시간 풀로 일하는 사람 2명분의 업무량과 유사하다.
도입 초기에는 환자가 적은 오후 3~5시에 주로 사용을 하다가 점차 주간 시간에도 활용을 하고 있다. 야간과 주말을 활용하면 업무량은 2배 이상 늘어날 것으로 예상되지만, 관리에 대한 어려움으로 인해 아직 시행은 하지 않고 있다. 활용도를 높여 자주 발생하는 에러를 체크해 관리 프로토콜을 개발하고 있다.
반면 기존 인력들의 만족도는 어떨까? 자신의 일을 침범하지는 않을까 걱정할 것 같지만 실제 만족도는 나쁘지 않다. 간호사 직군의 만족도는 73%로, 점차 더욱 높아질 것 같은 분위기다.
로봇에 여러 가지를 클릭해 입력해야 하는 업무가 늘어난 약사 직군에서도 만족도는 높게 나타났다. 기존 업무보다 귀찮은 일들이 많아졌지만 필요한 일이라는 인식을 가진 덕분인 것 같다.
그럼 이 같은 로봇들을 도입하기 위해 필요한 것은 무엇일까? 공간, 시설, 인프라, 사람 등 많은 것이 필요하다. 현 시점에서는 배보다 배꼽인 상황이 발생할 수도 있다.
병원이라는 공간은 로봇의 자율주행에 최악의 환경이다. 안그래도 부족한 공간에 로봇이 다닐 공간까지 확보해야 한다는 점은 기존 병원에서는 굉장히 어려운 부분이다. 시설과 인프라 또한 마찬가지이다. 이동 동선에 높이가 다른 턱이 없어야 하고, 로봇이 올라갈 수 있는 경사가 마련돼야 하며, 로봇이 탈 수 있는 엘리베이터 시스템 등이 필요하다. 로봇은 융통성이 없다. 반드시 정해진 자리에 도착해야 임무가 마무리된다. 정해진 자리에 다른 무엇인가가 놓여 있어 그곳에 도달할 수 없다면 로봇은 임무를 완수하지 못한 상태여서 종일 돌아오지 않는다. 로봇을 위해 서로 간의 프로세스를 변경해야 하는 사람들은 난관을 겪을 수도 있다.
우리 병원은 여러 시행착오를 거쳐 통합관리시스템을 개발했다. 커다란 2개의 모니터 화면으로 로봇들을 모니터링할 있다. 그리고 많은 사람들이 로봇을 제대로 사용할 수 있도록 사용설명서도 만들었다.
물류로봇 도입에 대한 가성비는 각 병원 상황마다 편차가 있을 것이다. 하지만 수직 이동보다 수평 이동이 많은 경우, 물건을 보내고 받은 인력이 적은 경우 등에서는 가성비가 있을 것으로 예상된다. 아직까지는 예상치 못했던 에러가 많이 발생하지만 이도 점차 보완해 가며 활용도를 높일 수 있을 것이다.
◆로봇자동화를 위한 피땀눈물
-김수정 용인세브란스병원 혈액종양내과 교수
용인세브란스병원은 수도권 내 신생병원으로 경쟁에서 생존할 방안을 고심하며 디지털병원, 스마트병원으로 경쟁력을 확보하기 위한 노력을 경주해왔다. 병원은 노동집약적인 곳이기에 잔손이 가는 부분을 디지털화해 조금 더 편리한 업무가 가능하도록 한 것.
이 중 로봇 자동화도 디지털병원, 스마트병원이 되기 위한 하나의 노력이었다. 이를 위해서는 모든 장소의 네트워크 구축, 플로우 연계, 데이터 추측 분석 등 세 가지 원칙이 지켜져야 한다. 다행히 병원을 새로 건축하는 과정이기에 이런 부분들이 가능했다.
통합관제솔루션은 우리병원에서는 통합반응상황실이라 이름 붙였으며, 모든 데이터가 모이는 곳으로, 병원정보시스템과 연동이 가능하다.
5G망을 구축한 병원 내에서 초기에는 간단한 업무가 가능한 이송로봇과 방역로봇으로 시작해 이후 여러 종류의 로봇으로 확장했다. 이를 위해서는 다수의 다기능 로봇이 하나의 시스템으로 제어 및 관리가 가능한지가 중요했다. 현재 6종 10대의 로봇을 운영 중이며, 고중량 물류가 가능한 로봇도 도입했다.
로봇의 이송 시나리오 개발은 만만치 않았다. 병원 내 출입문을 모두 교체했고, 엘리베이터에 로봇 출입이 가능한 시스템을 만들었다. 값비싼 제품이기에 만에 하나 로봇이 고장나거나 망가지지 않도록 안전 부분을 고민해야 했다. 바닥의 단차를 해결하고, 로봇의 바퀴가 미끌어지지 않도록 바닥 스티커 등을 부착하고, 에스켈러이터 부근에 진입하지 못하도록 하는 등.
로봇 도입을 고려하는 병원은 커스터마이징 과정이 필요하다. 다양한 테스트를 거쳐야 한다. 관리 프로세스를 개발해야 하고, 사람의 동선과 잘 어우러질 수 있도록 로봇의 동선을 고려해야 한다. 이때 로봇을 사용할 모든 부서를 모아 팀을 만들어 머리를 맞대야 한다. 하나의 시스템 플로우를 만드는 것은 매우 어려운 일이다. 인터페이스가 서로 다르고, 익숙한 매뉴얼 인터페이스에 새로운 것을 넣는 것에 대한 거부감이 있을 수 있기 때문이다.
유저가 잘 사용할 수 있는 솔루션을 만들어야 한다. 평가 가이드와 지표도 개발해야 한다. 담당자는 여러 사용자에게 의견을 듣고 평가해야 한다.
현재까지 병원에서의 전체적인 만족도는 높은 편이다. 물론 ‘움직이는 로봇을 세워 업무를 시키기가 어렵다’, ‘로봇을 써야하는데 어디있는지 잘 안보인다’ 등의 소소한 지적들도 나온다. 이에 이를 개선하기 위한 개선작업은 꾸준히 이어지고 있다.
[정리 : 박해성]
