[헬로티] 경제를 살리기 위해 국가가 돈을 푸는 방법이 여러 가지가 있을 것이다. 하나는 돈이 많아서 해외 부동산과 기업들에 투자하여 월세와 기업소득을 가져오는 방법, 또 하나는 수출을 잘하여 기업들이 이윤을 추구하여 돈이 많아지는 방법, 또 하나는 부채를 발행하여 해외에서 돈을 가져와서 푸는 방법… 작금의 원화 강세 환율은 수출 중심 국가에는 적지 않은 부담이 될 것이다. 그래선지 요새는 로봇 시스템을 도입하고자 하는 기업이 급격히 많아졌다. 그도 그럴 것이 수년간 인건비 상승이 가파르다 보니 경제도 어려워져 가는데 제조업들이 버틸 재간이 없겠구나 싶다. 더구나 수출로 먹고 사는 나라가 환율이 계속 원화 강세이니 걱정이 많을 것이다. 그런데 이 로봇 시스템이 동일 업종에서 남들이 한 것을 보면 쉽게 따라 하겠는데, 요새는 벤치마킹이 사실상 어렵다. 보여주지도 않고 자칫하면 지적 자산에 대한 재판소송 전으로 갈 수도 있기 때문이다. 그렇다고 무턱대고 로봇 시스템을 투자하면 실패할 수도 있다는 두려움도 있는 것도 사실이다. 그렇다면, 왜 누구는 성공하는데 누구는 실패하는 것일까? 이유는 간단하다. 생각을 하지 않고 냉장고 구매하듯 사람을 교체하려고
[헬로티] KIST 송용원 박사 "구리 전선에 직접 그래핀 합성·공진기 삽입…제조공정 한계 극복" 광통신용 펄스 레이저(pulse laser)의 반복속도를 메가헤르츠(㎒) 수준인 기존 광섬유 기반 펄스 레이저보다 1만배 빠른 50기가헤르츠(㎓) 이상으로 높이는 기술이 개발됐다. 그림. 그래핀·링공진기 융합소자를 이용한 고반복률 레이저 펄스 그림 (출처:연합뉴스) 한국과학기술연구원(KIST)은 3일 광전소재연구단 송용원 박사팀이 펨토초(10의 15제곱분의 1초)로 동작하는 광섬유 펄스 레이저 발진기에 탄소 소재인 그래핀이 포함된 공진기를 추가로 삽입, 펄스를 기존보다 1만배 이상 빠른 57.8㎓로 발생시키는 데 성공했다고 밝혔다. 연구팀은 이를 데이터 통신에 적용하면 데이터 전송·처리 속도를 크게 높일 수 있으며, 자율주행자동차의 라이다(Lidar) 등에도 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 펄스 레이저는 빛이 아주 짧은 시간 깜빡이듯 반복되는 출력 형태의 레이저로, 세기가 일정하게 지속하는 연속 레이저보다 에너지를 크게 집속시킬 수 있는 장점이 있다. 여기에 디지털 신호를 실으면 펄스 하나에 1비트(bit
[헬로티] UNIST 강현욱 교수팀, 세포 배양·3D 프린팅 기법 합친 스페로이드 제작법 개발 구(求) 형태로 배양된 세포 덩어리인 세포 스페로이드를 원하는 위치에 바로 찍어 낼 수 있는 정밀 프린팅 기법이 개발됐다. 세포 스페로이드는 2차원으로 배양된 세포보다 더 인체 조직 구조에 가깝다는 장점이 있어 실제 인간의 장기 대신 암 전이 과정의 이해, 약물 효능 검증을 위한 ‘테스트 베드’로 주목 받고 있다. UNIST(총장 이용훈) 바이오메디컬 공학과 강현욱 교수팀은 줄기세포나 암세포 스페로이드를 정밀하게 프린팅 하는 ‘3D 바이오 도트(dot) 프린팅’ 기술을 개발했다. ‘세포를 구형으로 뭉쳐 자라나게 하는 기술(배양)’과 세포가 포함된 바이오잉크를 3차원으로 인쇄하듯 찍는 3D 바이오 프린팅 기술을 합친 기술이다. 그림1. 개발된 3D 바이오 도트 프린팅 기법 모식도 및 활용그림1. 개발된 3D 바이오 도트 프린팅 기법 모식도 및 활용 이 기술은 세포 스페로이드간 간격을 수 마이크로미터(㎛,10-6m) 수준까지 가깝게 만들 정도로 정밀도가 높다. 이 때문에 스페로이드간 간격을 실
[헬로티] KIST-서울대 연구팀 "열전도 8배·전기생산 3배 향상…자가발전 웨어러블 기기에 적용 가능" 굴곡진 표면에도 붙일 수 있게 유연한 고분자 소재를 기반으로 열전소자를 만들어 열전달 효율을 극대화함으로써 발전 성능을 3배 이상 높이는 기술이 개발됐다. 열전소자는 소재 양쪽의 온도 차이로 생성되는 전압을 활용, 산업현장 폐열 등 버려지는 열에너지를 전기에너지로 변환시킨다. 기존 열전소자는 단단한 금속 기반 전극과 반도체를 사용해 평평하지 않은 표면의 열원을 온전히 흡수하기 어려웠다. 한국과학기술연구원(KIST)은 1일 소프트융합소재연구센터 정승준·김희숙 박사팀이 서울대 전기정보공학부 홍용택 교수팀과 함께 무기물 기반의 고성능 열전재료를 은 나노와이어와 열전도율이 높은 금속 입자가 들어 있는 신축성 기판으로 연결, 열전소자 저항은 낮추고 유연성은 높인 고효율 신축성 열전소자를 개발했다고 밝혔다. 사진. KIST-서울대 연구팀이 개발한 신축성 열전소자 (출처: 연합뉴스) 최근 사람 피부나 온수파이프 등에 밀착해 붙일 수 있는 유연 열전소자 개발 연구가 활발하다. 하지만 기존 유연 열전소자 연구에 주로 사용되는 기판은
[헬로티] 전고체전지의 가장 큰 단점인 입자간 계면저항을 최소화해 고출력 유리 사진. 생기원 스마트에너지나노융합연구그룹 임진섭 박사 연구팀이 개발한 일체형 복합양극소재와 이를 이용한 전고체전지 시제품 전기자동차나 신재생에너지의 에너지저장장치(ESS) 전원으로 널리 사용되는 리튬이온전지는 안전성 확보가 가장 중요한 이슈로 손꼽힌다. 그런데 상용 리튬이온전지는 인화성이 높은 액체전해질을 사용하기 때문에 과열되거나 외부 충격으로 손상될 경우 폭발할 위험성이 있다. 반면 고체전해질 기반의 전고체전지(All-Solid Battery)는 내열성과 내구성이 뛰어나고 화재 및 폭발 사고 우려가 없어 차세대 배터리로 각광받고 있다. 한국생산기술연구원(이하 생기원, 원장 이낙규)이 산화물계 전고체전지의 에너지밀도를 극대화해 안전하면서도 출력 성능까지 높일 수 있는 ‘일체형 복합양극소재’ 개발에 성공했다. 개발된 소재는 기존 전고체전지의 가장 큰 단점으로 지적돼왔던 전극 내 입자간 계면(界面) 저항을 크게 낮출 수 있어서 고출력에 유리하다. 또한 양극 활물질과 고체전해질이 일체형으로 구성된 복합소재여서 고밀도 전극 제조도 가능하다. 산화물계 전고체전지의 양
[헬로티] 최근 금속 3D프린팅 기술과 사용 범위가 확대되면서 소프트웨어에도 다양한 기능이 추가된 제품들이 출시되고 있다. 특히 프린팅 파트의 형상 지오메트리에 따라 안전 분석을 하거나 금속 재료 자체의 탄성, 소성 구간 등에서 발생하는 변위를 예측하면서 열 변형에 관한 다양한 프로그램들이 추가 생성되기도 했다. 그럼에도 불구하고 CAE 예측만으로는 미세 손상이나 변형을 완벽히 차단하기는 쉽지 않다. 성형 중 항복(Rp)이 발생하거나 탄성 영역(E)을 벗어나 내구한도를 넘어가면서 영구적인 변형이 발생된다. 이에 본래 활용하려고 했던 파트 본래 목적의 허용범위를 벗어나거나 내부적인 평형(F)을 유지하지 못하고 구성원자의 전위나 손상을 발생시키기도 한다. 게다가 프린팅 작업 중 반복된 용융과 냉각 과정을 통해 누적된 변형과 증가된 응력때문에 프린팅 이후 서포트를 제거하고 나면 파트를 지지하던 경계 조건과 구속이 없어지게 돼 2차 변형이 올 수 있다. ( 외력 = ∑서포트 전체 요소 ) 또한, 빌드 시 적용된 프린터 레이저의 스캔 패스 타입이나 방향과[그림 1-1참고] 사용된 프린팅 재료 성분에 따른 복합적인 요인으로 인해 Work Hardening 및 F
[헬로티] KAIST(바이오및뇌공학과 조광현 교수 연구팀)가 노화된 세포를 젊은 세포로 되돌리는 역 노화 원천기술을 개발했다. 노화 현상을 막고 건강 수명을 오랫동안 유지하고 싶은 인류의 꿈을 실현하는 데 한 걸음 다가설 수 있을 것으로 기대된다. 조광현 교수팀의 이번 연구 결과는 아모레퍼시픽 기술연구원과의 산학 공동연구를 통해 최초로 개발된 노화 인공피부 모델에서 이 기술을 적용함으로써 입증하는 데 성공했다. 조 교수팀은 이번 연구를 위해 인간 진피 섬유아세포의 세포노화 신호전달 네트워크의 컴퓨터 모델을 개발한 후 시뮬레이션 분석을 통해 노화된 인간 진피 섬유아세포를 젊은 세포로 되돌리는데 필요한 핵심 인자를 찾아냈다. 이후 노화 인공피부 모델에서 핵심 인자를 조절함으로써 노화된 피부조직에서 감소된 콜라겐의 합성을 증가시키고 재생 능력을 회복시켜 젊은 피부조직의 특성을 보이게 하는 역 노화 기술을 개발했다. 현재 널리 연구되고 있는 회춘 전략은 이미 분화된 세포를 역분화시키는 4개의 ‘OSKM(Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc) 야마나카 전사인자’를 일시적으로 발현시켜 후성유전학적 리모델링을 일으킴으로써 노화된 세포를 젊은 상
[헬로티] DGIST 홍승태 교수 연구팀, 칼슘이온을 이용해 충·방전이 가능한 이차전지용 양극소재 NaV2(PO4)3 개발 성공 대구경북과학기술원(DGIST)이 차세대 이차전지로 각광받는 칼슘이온전지용 양극소재인 NaV2(PO4)3 를 개발했다고 24일 밝혔다. 이번 연구성과로 기존에 사용되는 리튬이온전지의 용량과 성능을 개선한 칼슘이온전지의 상용화가 앞당겨질 것으로 보인다. 리튬이온전지는 모바일 기기 및 전기차 등 다양한 분야에 적용되고 있는 대표적인 이차전지이다. 그러나 최근 더 좋은 성능을 구현하기 위해 높은 에너지밀도를 가진 이차전지가 요구되면서 리튬이온전지의 구현 가능한 에너지밀도가 한계에 근접한 상황이다. 또한 핵심소재인 리튬, 코발트 등의 매장지역이 한정적이어서 가격 또한 상승하고 있다. 이러한 리튬이온전지를 대체하기 위해 칼슘이온을 이용한 이차전지 연구가 주목받고 있다. 이차전지는 이온이 전자와 함께 양극과 음극을 이동하면서 충전과 방전이 일어난다. 이 때 이동하는 전자의 수와 양극소재의 특성에 따라 배터리 용량과 전압이 결정되는데, 리튬은 이온당 한 개의 전자가 같이 이동하지만 칼슘은 이온당 두 개의 전자가 이동 가능한 2가 양이
[헬로티] AESA 레이더용 질화갈륨 반도체 송·수신기 스위치 국산화...부피 450배·무게 10% 줄여, 군용기, 선박, 기상 레이더 활용 국내 연구진이 레이더 송·수신기에 쓰이는 핵심 부품을 국산화할 수 있는 기술을 개발했다. 이로써 외산 기술에 의존하지 않고 국방, 민간 분야에서 레이더 기술 자립화와 소부장 수출규제에 적극 대응할 전망이다. 국가과학기술연구회 융합연구단사업의 일환으로 설립된 ETRI DMC융합연구단(주관기관 ETRI)은 24일,‘특정 주파수 대역에서 활용 가능한 레이더 반도체 송·수신기용 질화갈륨(GaN) 스위치 집적회로’기술을 국내 최초로 개발했다고 밝혔다. 레이더의 스위치 소자, 집적회로 설계 및 제작을 모두 국내 연구진의 기술로 이뤄냈다. 레이더는 원거리를 탐지하고 정찰하기 위해 높은 출력을 내고 정보 전달 과정에서 신호 손실을 최소화하는 전파통제 기술력이 필요하다. 연구진은 전투기 능동위상배열(AESA, 에이사) 전단부 등에 쓰일 수 있는 레이더 기술을 개발했다. 레이더의 송·수신기는 송·수신 스위치, 전력증폭기, 저잡음 증폭기 등 개
[헬로티] 저렴하게 대량 생산할 수 있는 롤투롤 공정도 개발 사진. 유연한 페로브스카이트 태양전지 기술 (출처: 연합뉴스) 한국화학연구원은 유연하면서도 효율이 20%를 넘어서는 페로브스카이트 태양전지 기술을 개발했다고 지난 17일 밝혔다. 페로브스카이트는 부도체·반도체·도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 갖는 산화물이다. 페로브스카이트를 광 흡수층으로 사용하는 태양전지는 기존 실리콘 태양전지보다 효율이 높아 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 연구팀은 잘 휘어지는 고분자 기판을 기반으로 효율이 20.7%에 달하는 페로브스카이트 태양전지를 개발했다. 현재까지 보고된 유연한 페로브스카이트 태양전지 효율은 20%를 넘지 못했다. 고온 공정으로 제작할 수 없어 효율을 높이는 데 한계가 있었는데, 연구팀은 낮은 온도에서도 효율을 높일 수 있는 기술을 개발했다. 태양전지 내 전자 수송 층을 주석산화물 입자가 촘촘히 들어간 층과 아연산화물 입자가 듬성듬성 들어간 다공성 층으로 이중 제작, 전자가 활발하게 이동할 수 있도록 했다. 전자 수송 층 구조에 영향을 받아 그 위층에 형성되는 페로브스카이트 층에서도 전자 이동이 활성화한다고 연구팀은 설명했다.
[헬로티] "차세대 자성반도체 물성, 인공지능으로 분석한다" 국내 연구진이 차세대 반도체로 주목받으며 상용화 초기 단계에 진입하고 있는 자성메모리(M램) 등 스핀트로닉스(spintronics) 소자의 자기적 물성을 전자현미경 사진을 통해 분석하는 인공지능(AI) 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST)은 지난 17일 스핀융합연구단 권희영·최준우 박사팀이 경희대 원창연 교수팀과 공동연구로 인공지능 기술을 활용해 자성체의 스핀 구조 이미지를 분석, 자기적 물성을 추정하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 그림. 깊은 인공신경망을 통한 자성 물성 추정에 관한 개념도 (출처: 연합뉴스) 스핀트로닉스 소자는 자성을 띠는 자성체 내 전자의 '스핀'(spin) 특성을 이용하는 반도체로, 이를 이용해 실리콘 반도체의 집적도 한계를 극복하고 초저전력, 고성능의 차세대 반도체를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 자성메모리 등 스핀트로닉스 소자를 개발하려면 자성체의 온도에 대한 안정성, 변화에 대응하는 속도 등 물성을 정확히 파악하는 게 중요하다. 하지만 다양한 실험을 통해 직접 물성을 측정하는 기존 분석법에는 각종 장비 등 자원과 수십 시간이 필요하다.
[헬로티] 세포배양·바이오 프린팅 합친 기술…쉽고 정밀한 인체 조직 모사 가능 구 형태로 배양된 세포 덩어리인 '세포 스페로이드'를 원하는 위치에 바로 찍어 낼 수 있는 3D 바이오 프린팅 기법이 개발됐다. 울산과학기술원(UNIST)은 바이오메디컬공학과 강현욱 교수 연구팀이 줄기세포나 암세포 스페로이드를 정밀하게 프린팅하는 '3D 바이오 도트(dot) 프린팅' 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 연구팀에 따르면 세포 스페로이드는 2차원으로 배양된 세포보다 더 인체 조직 구조에 가깝다는 장점이 있어 실제 인간의 장기 대신 암 전이 과정의 이해나 약물 효능 검증을 위한 '테스트 베드'로 주목받고 있다. 3D 바이오 도트 프린팅은 세포를 구형으로 뭉쳐 자라나게 하는 것(배양)과 세포가 포함된 바이오 잉크를 3차원으로 인쇄하듯 찍어 내는 3D 바이오 프린팅을 합친 기술이다. 이 기술은 세포 스페로이드 간 간격을 수 마이크로미터(㎛) 수준까지 가깝게 만들 정도로 정밀도가 높다. 또 세포의 종류와 관계없이 3D 바이오 프린팅 장점인 3차원 적층이나 컴퓨터를 이용한 정밀 바이오 가공 기술(CAD/CAM)을 그대로 쓸 수 있다는 장점이 있다. 그림.
[헬로티] 저소비전력으로 넓은 영역을 커버하는 LPWA(Low Power Wide Area)가 IoT를 뒷받침하는 무선 기술로서 주목을 받고 있다. LPWA에는 다양한 방식이 있으며, 각 방식에 따라 장단점도 다양하다. 그 중에서 로옴이 특히 개발에 주력하고 있는 ‘Wi-SUN’의 최신 동향에 대해 소개하고자 한다. Wi-SUN이란? Wi-SUN은 Wireless Smart Utility Network의 약자로, 최근 책정된 새로운 무선 통신 규격이다. 2012년에 Wi-SUN 얼라이언스가 발족되었으며, IEEE802.15.4ｇ를 베이스로 한 표준화가 추진되고 있다. 그림 1. IoT용 무선 통신 기술 [그림 1]은 다양한 IoT용 무선 통신 규격에서 Wi-SUN의 대응 영역을 나타낸 것이다. [그림 1]과 같이, Wi-SUN은 Wi-Fi보다 통신 거리가 길고, LoRa WAN 및 Sigfox보다 데이터 전송 속도가 빠르다는 특징이 있다. 기지국에 의존하지 않는, 밸런스가 좋은 무선 통신 규격이므로, IoT 시장에서 가장 적용 범위가 넓은 무선 통신 기술이라고 할 수 있다. 따라서, 향후 보급이 기대되는 5G와 공존하여, 5G를 보완하는
[헬로티] 역사적으로 자동차 업계는 산업용, 컨수머, 의료 등 인접 분야에서 개발된 기술들을 차용해 왔다. 광업에 사용되던 컨베이어 시스템을 도입해서 자동차 대량생산을 혁신한 것에서부터 30여 년 전 전자 제어 유닛(ECU)에 마이크로컨트롤러(MCU)를 처음 활용한 이래 계속해서 프로세싱 성능이 진화해온 것에 이르기까지, 자동차 업계가 타 분야에서 개발한 기술을 빌려 쓴 사례는 셀 수 없이 많다. 이번에는 자동차 분야가 이 은혜를 갚게 되었다. 자동차 분야에 사용되는 기술을 다양한 분야에 적용하여 오디오 분배 문제를 간소화할 수 있게 된 것이다. A2B버스는 원래 자동차 애플리케이션의 오디오 분배 문제를 해결하기 위해서 고안된 고대역폭, 양방향, 디지털 버스이다. 기존의 자동차 오디오 네트워크는 여러 개의 점-대-점 아날로그 연결을 해야 했다. A2B기술은 케이블 무게, 케이블 비용, 배선의 어려움, 다중 연결의 신뢰성을 비롯해서 점-대-점 아날로그 연결에 따른 많은 문제들을 해결한다. 분산된 다중노드 오디오 시스템에 비차폐 연선(UTP) 케이블과 커넥터 인프라를 사용해서 오디오 데이터(I2S/TDM/PDM)와 제어 데이터(I2C)의 완전 동기식 전송이 가능
[헬로티] 첨단 산업 자동화, 무인 자동차, 스마트 시티를 위해서 중요한 요소 중의 하나가 속도가 빠르고 성능이 우수한 머신비전이다. 품질 관리나 생산성과 관련해서 자동화 장비, 검사 시스템, 로봇을 설계하는 엔지니어들이 더 우수한 이미지 품질을 달성하고, 이미지 포착을 더 빠르게 하고, 장비 비용과 복잡성을 낮추어야 하는 과제에 직면하고 있다. 첨단 머신비전은 자율 자동차를 위해서도 중요한 요소다. 머신비전을 활용해서 자동차가 신호등, 도로 표지판, 전방의 위험한 물체를 감지할 수 있다. 자동차로는 시스템 반응 시간을 단축하고 이미지 식별 정확도를 높이는 것이 중요하다. 스마트 시티 애플리케이션의 경우에는 도심지 CCTV의 이미지 선명도를 높임으로써 이미지를 더 잘 식별할 수 있으므로 시민들을 더 잘 보호할 수 있다. 또한 고성능 머신비전을 활용한 새로운 활용 사례들이 등장하고 있다. 온보드 드론을 사용해서 차량을 유도하거나 데이터 수집 용도로 드론을 사용하는 것을 들 수 있다(경작지나 건설 현장 감시 등). 포착된 이미지로부터 빠르게 더 많은 정보를 추출하기 위해서는 더 우수한 품질의 이미지와 향상된 신호 프로세싱 성능이 요구된다. 이를 위해서 카메라와
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