[헬로티] 한국자동차연구원 산업동향 분석 "경제성 높지만 기술적 한계 남아…상용화 당분간 어려워" 최근 완전자율주행(FSD) 베타 서비스를 출시한 테슬라의 독자적인 자율주행 시스템의 강점과 상용화 가능성에 관심이 쏠리고 있다. 14일 한국자동차연구원에 따르면 테슬라의 자율주행 서비스의 특징은 주행 데이터와 독자적 기술, 그리고 카메라를 활용한 이미지 기반 사물 인식이다. 사진. FSD의 주변환경 인식 안내 화면(左) · OTA 설정 화면(右) 테슬라가 지난 10월 소수의 고객을 상대로 시작한 FSD 서비스의 기술력은 미국 자동차공학회(SAE)의 분류상 레벨2 수준에 해당한다. 신호등과 정지 신호, 제한 속도를 인지하고 회전 로터리에 진입하거나 비보호 좌회전이 가능한 수준이지만, 운전자의 감시와 통제가 항상 필요하다는 점에서 레벨3 기준에는 미치지 못한다. 한국자동차연구원은 테슬라가 보유한 주행 데이터를 FSD의 강점 중 하나로 꼽았다. 테슬라는 자사 고객의 주행 패턴과 돌발 상황 데이터를 수집해 경쟁사들보다 압도적으로 많은 실도로 주행 데이터를 축적해 놓은 상태다. 테슬라의 누적 주행거리 데이터는 내년 1월까지 51억 마일에 달할 것
[헬로티] 테츠이 토시미츠 (鐵井 利光) (국립연구개발법인)물질․재료연구기구 에너지 자원의 절약, CO2 배출량 절감에 의한 지구온난화 방지 등의 관점에서 최근 각종 운송기기, 발전설비 등에서 경량이며 사용 가능 온도가 높은 내열 재료의 요구가 점점 더 높아지고 있다. 티탄-알루미늄(TiAl)합금이란 앞에서 말한 요구에 대응할 수 있게 개발된 금속계 신소재의 하나로, 최대의 특징은 티탄합금 등 기존의 경량 금속 재료보다 내용 온도가 대폭으로 높다는 것이다. 최근 이 특징을 활용해 티탄-알루미늄합금은 기존에는 니켈(Ni)기 초합금이 사용되고 있던 고온 부품에 대한 적용이 시작되고 있다. 이 글에서는 우선 티탄-알루미늄합금의 일반적인 특징과 실용화 상황을 소개하고, 그 파생으로서 열간단조형 티탄-알루미늄합금의 경위 등을 서술한다. 다음으로 이 열간단조형 티탄-알루미늄합금을 기초로 물질․재료연구기구(NIMS)에서 개발한 대형화에 대응한 고강도의 새로운 티탄-알루미늄합금의 개요과 실제로 대형 부재를 제조한 사례를 소개한다. 티탄-알루미늄합금의 특징 티탄-알루미늄합금이란 티탄-알루미늄 이원계에 존재하는 복수의 금속간화합물상이 복합화된 합금이며,
[헬로티] 치노 야스마사 (千野 靖正) (국립연구개발법인)산업기술종합연구소 마그네슘은 실용 금속 중에서 가장 저밀도이고, 우수한 비강도를 나타낸다. 또한 자원으로서 풍부하기 때문에 탄소섬유강화 복합 재료에 필적하는 새로운 구조 재료로서 주목받아 주조품을 중심으로 자동차 부품이나 가전제품의 케이스 등에 적용이 확대되고 있다. 또한 전신재에 관해서도 실용화 사례가 증가하고 있다. 이 글에서는 마그네슘의 변형기구 및 마그네슘합금 전신재의 성형성(기계적 특성)과 조직의 관계를 설명하고, 더불어 실온 성형형을 개선하기 위한 연구 개발 사례를 소개한다. 마그네슘의 변형기구 마그네슘의 결정 구조는 육방 최밀(HCP) 구조이고, 그림 1 (a)에 나타낸 대로 4개의 슬립면이 존재한다. 이차 뿔면을 제외한 슬립계의 슬립 방향은 바닥면에 평행한 <1120> 방향이고, 이것을 <a> 슬립이라고 부른다. 또한 이차 뿔면 슬립을 <c＋a> 슬립이라고 부른다. 마그네슘의 축비(c/a)는 최밀 육방정의 이상비(1.633)에 가깝지만, 약간 낮은 값(1.624)를 나타낸다. 일반적으로 이상비에 가깝거나 혹은 이상비보다 큰 축비를 가지는 HCP 금속은 바닥
[헬로티] 마사하시 나오야 (正橋 直哉) 東北대학 티탄(Ti)은 지구상에서 10번째로 존재량이 많은 원소이다. 경량성(비중은 4.51g/cm2이고 철의 60%, 동의 50%), 고강도(철의 약 2배의 비강도), 내식성(산, 알칼리 중에서 잘 부식되지 않는다)이 우수하고, 항공기의 구조구체나 건조물의 지붕재를 비롯해 시계의 밴드나 휴대전화, 안경 등의 민생품에 이르기까지 널리 사용되고 있다. 그 특징의 첫 번째는 고활성으로 산소와의 친화력이 강하고, 산소가 고용함으로써 가공성의 열화나 용접성의 저하를 일으키는 것이다. 두 번째는 결정 구조이므로 가공이 어렵기 때문에 상제어를 이용한 가공이 필요한 것이다. 그리고 세 번째는 표면을 피복하는 산화물에 의해 높은 내식성을 나타내는 것으로, 해수 중에서 티탄의 부식 전위는 백금(Pt)에 가깝다. 표에 티탄과 주요 금속 재료의 물성값을 나타냈다. 티탄은 885℃에서 상변태를 일으키고, 기계적 성질에 영향을 미친다. 밀도와 영률이 강과 비교해 낮기 때문에 동일한 강성이라도 경량의 제품을 설계하기 쉽지만, 도전율․열전도도․열팽창계수가 낮다. 이 글에서는 티탄합금의 개념, 소성가공의 기초와 유의점, 그리
[헬로티] 물은 생명의 원천이다. 물이 없다면 생명체는 살아갈 수 없다. 인간은 물론 동물, 식물을 포함한 전체 생태계가 생존을 위해 깨끗한 물을 필요로 한다. 지구는 거의 70%가 물로 덮여 있으나, 이중 2.5%만이 담수이고 마실 수 있다. 나머지는 짠 바닷물이다. 그런데다 담수의 오직 1%만이 접근이 용이할 뿐 대부분은 빙하나 만년설에 갇혀 있다. UN의 조사에 따르면, 기후 변화의 영향으로 2025년에 약18억 명의 사람들이 물이 부족한 지역에서 거주하게 되고 세계 인구의 3분의 2가 물이 문제가 되는 지역에서 살 것이라고 한다. 갈수록 더 많은 국가들이 기후 변화의 영향을 받게 된 상황에서 어떻게 해야 지구의 68억 인구가 식수를 확보할 수 있을까? 댄포스는 자사의 담수화 제품을 통해서 이 같은 과제를 해결할 수 있도록 한다. 댄포스는 아나로그디바이스와 손을 잡고 ADI의 혁신적인 상태 기반 모니터링(condition based monitoring, CbM) 기술을 사용해서 에너지 효율적인 방식으로 물을 필요로 하는 지역들로 담수를 제공하게 되었다. 더 나은 세상을 실현하기 위한 기술 혁신 댄포스는 덴마크의 혁신적인 엔지니어링 기업으로서, 인프라와
[헬로티] 요꼬가와전기가 협업 정보 서버(Collaborative Information Server, 이하 CI 서버)를 개발했다. 이는 OpreX 제어 및 안전 시스템 제품군 중 하나이며, 2021년 1월에 시장에 출시할 예정이다. 이 솔루션은 플랜트의 시설 및 시스템의 모든 종류의 데이터 처리를 통합하여 기업 전체의 생산 활동을 최적화하고 모든 위치에서 원격으로 작업을 모니터링하고 제어하는데 필요한 환경을 제공한다. 더불어 해외 등 장거리 출장을 대체함으로 인해 COVID-19 감염 위험을 줄이는데도 도움이 된다. 개발 배경 공급망이 전 세계로 확장되고, 고객의 요구사항이 더욱 다양해지면서 오늘날 많은 기업은 원자재 공급 및 복잡해진 운영에 적절한 대응이 필요하다. 뿐만 아니라 오랜 경험의 숙련된 작업자들은 은퇴 등의 이유로 점점 줄어들고 있으며, 이러한 빈자리를 채울 새로운 인력이 필요한 상황이다. 이러한 상황에서 기업은 수익성을 유지하려면 운영 효율성을 추구하고 시장 변화에 대응하여 신속하게 결정을 내려야 한다. 또한, 운영을 간소화하고 직원의 안전을 보장하기 위해 직원이 실제로 현장에 있을 필요 없이 함께 작업할 수 있는 원격 솔루션에 대한 요구가
[헬로티] 소개 필드버스의 핵심 Key는 적합성시험(Conformance Test)에 있다고 해도 과언이 아니다. 적합성시험을 필하지 않은 제품은 자동화 시장에서 거래가 불가능하기 때문이 아닐까? 최근 프로세스 계장 분야에 불어 닥칠 ETHERNET-APL(고급물리계층)의 출현으로 수십 년간 계장 분야의 기술을 지배해온 공기식/전기식 아날로그 신호 방식에서 디지털 전환으로 획기적인 패러다임의 변화가 예상되고 있다. 특히 ETHERNET-APL에서 중요 역할을 하고 있는 ODVA의 EtherNet/IP가 급부상을 하고 있다. 이에 따라 EtherNet/IP의 적합성시험 또한 매우 중요해지기 시작했다. 그 이유는 ETHERNET-APL의 핵심 인터넷 통신망이 802.3c g를 사용하기 때문이며, 이는I E E E가 제정한 802.3통신이 ODVA의 EtherNet/IP의 본체이기 때문이다. 뿐만 아니라 ODVA의 핵심 프로토콜 번역 엔진이라 할 수 있는 CIP(Common Industrial Protocol), 즉 공통 산업 프로토콜이 ODVA가 가지고 있는 프로토콜 변환의 핵심 기술이기 때문이기도 하다. CIP(Common Industrial Protocol)
[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
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