[헬로티] 한국해양과학기술원 부설 선박해양플랜트연구소는 선상 해양폐기물 연료화 선박을 개발했다. 이 기술은 쌍동선체를 이용한 에너지 절감형 대용량 해양폐기물 수집 및 분류 장치와 그 방법에 관한 것으로서, 선수쪽으로 유입되는 쓰레기 더미를 분쇄하여 밀도에 따라 일차적으로 분류된 폐플라스틱 조각들을 수집하여 이를 다시 좁고 긴 쌍동선체 내부로 이동시키면서 마찰하전(triboelectrostatic)을 이용하여 최종 분류하는 기술이다. ◆ 기술의 필요성 현재 엄청난 양의 쓰레기가 미국 대륙의 크기에 이르는 광활한 면적 및 수심이 수 미터에 이르는 상당한 깊이에 걸쳐 널리 분포하고 있어 그물 등의 단순 포집수단을 이용하여 수거하는 데에는 한계가 있다. 해상의 쓰레기를 포집하여 재생 또는 폐기를 위한 육상 시설로 옮기는 데 소요되는 비용 또한 과도하여 이를 해결하지 못하고 사태가 점점 악화되고 있어, 해양 쓰레기를 적은 에너지로 효율적으로 수집하고 분류할 수 있는 장치의 개발이 필요하다. 그림. 본 기술에 따른 쌍동선체의 구성도 ◆ 기술의 차별화 요소는? 이 기술이 기존 기술 대비 개선된 부분은 분쇄된 폐플라스틱 조각들이 쌍동선체의 터널 구조 내에서 해류를 타고 이
[헬로티] 경기대학교는 살조능을 갖는 슈도모나스 속 균주 및 이를 이용한 살조 미생물 제제를 개발했다. 이 기술은 살조능을 갖는 슈도모나스 속 균주 및 이를 이용한 살조 미생물 제제로서, 적조 현상의 원인이 되는 유해성 편모조류에 대한 살조능을 가지는 기술이다. 이 살조 미생물 제제는 우수한 살조능을 나타내는 신규한 균주를 통해 효과적으로 적조를 제거할 수 있다. ◆ 기술의 필요성 우리 나라와 같은 온대 지방의 해수 생태계에서는 부영양화가 되면 풍부한 영양분을 바탕으로, 하절기에 수층이 형성되고, 광량이 높아지며 긴 장마와 수온이 상승함에 따라 1차 생산자인 식물 플랑크톤의 생장에 유리한 환경이 조성되면서 조류의 대발생이 진행되고 있다. 적조는 조류에 의해 일어나기 때문에, 통상의 항생물질 등에 의해 조절할 수 없으며, 기존 해양 생태계의 부영양화 및 적조 발생을 방지하기 위한 대부분의 방법들은 기술적, 경제적 측면에서 많은 제약이 존재한다. 그림. 본 기술에 따른 살조능을 갖는 미생물을 분리하기 위한 스크리닝 방법을 나타낸 도면 ◆ 기술의 차별화 요소는? 이 기술은 슈도모나스 속(Pseudomonassp.) 균주를 이용해 코클로디니움 폴리크리코이데스(Coc
[헬로티] 한국해양과학기술원 부설 선박해양플랜트연구소는 해양 심층수와 영양염류를 공급하는 중층어초 및 해중림 조성구조물을 개발했다. 이는 해조류의 서식환경이열악한 해역에 해양심층수를 공급하고 영양염을 보급하는 구조물을 설치하여 저온성 유지와 영양염류 공급효과를갖는 중층어초 및 다각형 다단 해중림 조성 구조물이다. 해조류, 해초류, 식물성 플랑크톤이 번성하는 환경이 조성되어 어류의 산란공간, 치어의 보육장, 성어의 서식공간 제공 효과를 거둘 수 있다. ◆ 기술의 필요성 국내 대표적인 수산자원조성사업의 경우 인공어초시설물, 어초어장관리, 바다 숲 조성, 종묘 매입방류, 방류효과조사 등으로 구성돼 있다. 이 중 ‘바다 숲 조성사업’을 통해 2009년부터 현재까지 173개소에 2만 1,490ha의 바다 숲이 조성되었고, 2030년까지 축구장 5만개 크기에 달하는 5만4,000ha 규모 바다숲을 전국 연안에 조성할 계획이다. 한국수산자원관리공단은 경기도 안산시와 함께 2018년부터 2022년까지 총 사업비 10억을 투입하여 연안바다목장 조성사업을 수행하고 있다. 일본에서는 1,000여종의 인공어초가 개발되어 사용되고 있으며 최근 제강슬러그를 이용
[헬로티] 한국해양과학기술원 부설 선박해양플랜트연구소가 이젝터가 포함된 해양온도차 발전장치를 개발했다. 이 장치는 팽창기구인 이상(two-phase, 二相)이젝터가 포함된 해양 온도차 발전사이클장치에 관한 것이다. 해양 온도차 발전시스템에서 응축기용 냉각수로 사용되는 해양 심층수와 기화용 온수로 사용되는 표층수를 기본적으로 사용하며, 기존의 해양 온도차 발전시스템보다 효율을 증대시키기 위하여 재생기에서의 재열 과정을 적용하였고, 응축기의 크기를 줄이기 위해서 재생기와 응축기 사이에 지열 열교환기와 팽창 이상 이젝터를 적용하였으며, 터빈 출력을 증대시키기 위해서 터빈 입구에 공랭식 열교환기를 적용하는 특징이 있다. ◆ 기술의 필요성 기존의 해양온도차발전은 효율상의 취약점을 가지고 있다. 표층수와 심층수의 낮은 온도차에 따라 종래의 온도차발전시스템에서 터빈 입구와 출구의 압력 차이는 증발압력과 응축압력 수준이며, 단순한 기본 구성요소만을 갖춘 사이클이기 때문에 자연열 또는 미활용열원이 가용하다면 안정적 발전 밍 공급이 가능하다. 따라서 동일한 온도차에서 발전 효율을 높이는 기술이 필요하며, 우에하라 싸으클 등처럼 시스템이 지나치게 복잡하지 않아야 하는 2가지를
[헬로티] 선박해양플랜트연구소는 유기랭킨 사이클 발전 시스템 및 터빈-발전기를 개발했다. 유기랭킨 사이클 발전 시스템은 선박에서 발생하는 배기가스 및 냉각수 폐열을 회수하여 유용한 전력을 생산할 수 있는 시스템이고, 유기랭킨 사이클의 작동유체인 유기냉매를 활용하여 터빈의 마그네틱 베어링 역할과 냉각을 겸하는 터빈-발전기를 함께 개발한 것이다. ◆ 기술 개발의 필요성 국내외 해상 물동량과 선박량은 각 100억톤과 16억DWT(재화중량톤수)에 달하며, 세계화에 따른 물동량 증가가 예상되어 수요 증가가 기대되고 있다. LNG 및 LPG 연료선박과 같은 친환경 선박의 개발과 함께 기존 디젤엔진의 저온부식에 대한 문제 해결과 폐열 회수 효율이 증가하고 있다. 이에따라 국내외 조선사 및 선주사의 고효율 선박에 대한 수요 증가 및 국제 규제 대응 기술개발의 필요성이 증가했다. 세계 유기 랭킨 시스템 시장 규모는 2018년에 4억 9,700만 달러 한화 6,164억원으로 평가되었으며 2019~2025년 기간 동안 연평균 9.6%로 성장할 전망이다. 세계 폐열 에너지 시장규모는 2016년 136억 달러 한화 16조원이며 저온의 폐열을 이용하는 유기랭킨 시스템의 해외 시장 점
[헬로티] 동아대학교 산학협력단은 컨테이너 모니터링 및 관제 특허 기술을 개발했다. ◆ 기술의 필요성 종래 기술은 컨테이너 추적 장치와 모니터링 시스템 간에 양방향 통신을 수행하는 경우 컨테이너 추적 장치의 전류 소모량이 커지고, 필요 이상의 통신으로 인한 자원이 낭비되어 배터리만으로는 운송기간 동안 소모되는 전력량을 만족하기에는 어려움이 있었다. 이 기술은 저전력 양방향 통신을 기반으로 하는 컨테이너 위치 추적 방법 및 장치에 관한 것으로, 이를 통해 위치 정보 수신을 위한 위치 정보 수신부와, 통신을 위한 통신부와, 상기 위치 정보 수신부로부터 위치 정보를 수신하여, 수신된 위치 정보를 기반으로 컨테이너의 현재 위치를 검출할 수 있다. 검출된 컨테이너의 현재 위치에 따라 단방향 통신 및 양방향 통신 중 어느 하나를 수행하도록 상기 통신부를 제어하는 제어부를 포함하는 컨테이너 위치 추적을 위한 장치를 제공한다. 사진. 컨테이너 도어 개폐 감지를 위한 장치 그러나 동아대학교 산학협력단이 개발한 이 기술은 컨테이너의 위치 추적을 수행하되 설정된 특정 지역에서만 양방향 통신이 가능하기 때문에, 컨테이너 추적 장치의 전원 소모량을 줄여 컨테이너 추적 장치의 사용
[헬로티] 1988년 창원 전투기 공장 설계팀에서 서울에 있는 자동화사업본부로 발령받았다. 그 당시는 본사임에도 견적서는 타이프를 치고 있었다. 물론 얼마 지나서 PC가 들어오고서는 견적제안서용 타이프는 고물이 되었지만 말이다. 대기업 본사인데도 제도판은 1992년까지 사용하고 있었다. 일부 선배들은 전체 자동화 시스템 그림을 봐야 하는데, CAD에서는 그 느낌과 영감을 얻을 수 없어서 제도판을 선호하기도 했었는데, 가끔 16층 바닥이 흔들려서 설계가 쉽지는 않았었다. 영감을 못 얻는다는 말이 틀린 말은 아니었다. 여러 로봇 사양과 컨베이어 및 특수 전용 자동화 머신을 이것저것 설계하려면 화가가 도화지를 쳐다보듯 물류서부터 여러 구상을 하여야 하는데, CAD는 무언가 이미 정해진 것을 옮기는 듯한 느낌이었다. 즉, 엔지니어링을 하는데 있어서 전체 그림이 안 떠오른다는 것이었다. 당시 대기업들이 모두 자동화 사업에 경쟁적으로 참여하여 로봇, 무인운반차(AVG : Automated Guided Vehicle), 무인창고(AS/RS : Automated Storage/Retrieval System), 물류센터, Hanger rail system, Linear mo
[헬로티] 한국화학연구원과 경희대 공동 연구진이 미래 IoT, 센서, 웨어러블 기기 소자 등에 필요한 3D 프린팅용 전지 소재를 개발했다. 미래 웨어러블 기기, 센서, 소형 로봇, 인체삽입형 소자 등은 크기가 작고 다양한 형태를 지니고 있어, 여기에 들어가는 이차전지도 기존 전지처럼 정형화된 형태가 아니라 정교한 형태 구현이 필요하다. 따라서 정교한 형태로 원하는 모양대로 만들어내기 위해, 3D 프린팅으로 전지를 제작하는 기술이 전세계적으로 주목받고 있다. 특히 3D 프린팅용 전지로 전극이중층 슈퍼커패시터(EDLC) 전지가 꼽히고 있는데, 이 전지 안에 들어가는 집전체 소재를 연구팀이 개발한 것이다. 전극이중층 슈퍼커패시터(EDLC) 전지는 구조가 단순하고 수명이 길어, 작은 전력을 사용하는 센서, 사물인터넷, 웨어러블 소자 등의 첨단 기기 구동을 위한 에너지원으로 적합한 것으로 알려져 있다. 현재에도 리튬이온전지의 보조 전지 격으로, 일부 자동차 및 스마트폰, 카메라 등에 쓰이고 있다. 전지는 집전체, 전극, 전해질로 구성되어 있으며, 3D 프린팅으로 제작이 가능하려면 이 세 구성 성분 모두 3D 프린팅이 가능한 잉크 소재여야 한다. 한국화학연구원 최영민&
[헬로티] 본고에서는 이기종 자동차 시스템의 기계 부품을 갖춘 전자 시스템(디지털 및 아날로그 장치 포함)의 시뮬레이션을 위한 통합 프레임워크를 설명한다. 수많은 전자 제어 장치(ECU)로 구성된 전자 시스템을 모델화 하여 메카트로닉 시스템의 기능을 시뮬레이션 한다. 최근에 개발된 기능 모형 인터페이스 표준 접근방식을 복잡한 가상물리 자동차 시스템의 모델 작성에 사용했다. 이 프레임워크는 가상 ECU에서 실행될 하드웨어(HW)와 소프트웨어(SW)를 포함한 실제 시스템을 시뮬레이션 한다. 이를 통해 기계 시스템이 연결되어 있는 상태에서 자동차 시스템의 소프트웨어와 하드웨어를 공동개발 할 수 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 디버깅은 개발된 방법을 사용하여 이루어진다. 자동차 메카트로닉스 시스템의 개발 주기는 제안된 프레임워크를 이용해 크게 단축시킬 수 있다. 서론 자율주행(AD)에는 정교한 전자 시스템이 필요하다. 오늘날의 자동차 전장 시스템의 디자인에는 많은 시스템온칩(SoC)이 포함되어 있다[1, 2]. 버그나 고장 위험이 없도록 하기 위해서는 심층 검증이 필요하다. 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)의 안전성은 열, 기계 및 전기 부품을 포함한 시스템 전체의
[헬로티] 직장의 안전은 오늘날 대부분의 제조업이 직면하고 있는 중요한 과제 중 하나이다. 산업계는 근무 중 지속되는 노동자의 부상을 보상하기 위해 매년 막대한 비용을 쏟는다. 근로자 또한 직장에서 입은 부상과 질병으로 인해 근무일을 놓치게 된다. 부상은 직접 및 간접 비용을 유발하며, 결국 직접 비용보다 20배나 더 많은 비용을 초래한다. 숙련된 노동력의 부족은 제조업계가 직면하고 있는 또 다른 과제이다. 숙련된 노동자들은 구하기 어렵고, 발견했어도 유지하는데 비용이 많이 든다. 이러한 어려움 때문에 제조업계가 인력 대신 제조업 자동화를 활용하는 방안을 고려해야 할 때이다. 유니버설 로봇이 제시한 제조 산업에 큰 도움이 될 3가지 방법을 이하에 소개한다. 1. 로봇이 숙련된 노동력을 위한 자리를 채울 수 있다 매년 제조업체는 숙련된 노동자를 채우는 데 어려움을 겪는다. 숙련된 노동자가 부족한 제조업체는 비어있는 자리를 채우기가 쉽지 않다. 비어있는 자리를 채우지 못하면 전반적인 생산성과 성장성이 저하된다. 숙련된 노동자 부족이라는 도전이 곧 끝나지 않을 것이다. 딜로이트가 제조업과 연계하여 실시한 설문조사에 따르면, 앞으로 창출될 제조업 일자리의 절반 이상
[헬로티] 히하라 마사히코 (日原 政彦) 히하라기술사사무소 최근의 레이저 기술의 진보가 현저해짐에 따라 레이저광의 출력이나 특징을 이용해 다기능성․다양성이 요구되는 자동차, 일렉트로닉스, 항공기, 정보통신, 의료 영역(치과용 부재 등), 금형 용접․보수, AM(적층조형, 3D 프린터에 의한 금형 부품 제조․조형 등), 장식․가식, 측정기기, 오락산업 등 많은 영역에 이용되면서 수요가 점점 증가하고 있다. 레이저 용접․보수는 보통의 용접 작업에 비해 장치가 고가이고, 레이저 장치가 복잡하기 때문에 발전이 느렸다. 그러나 최근에는 파이버 전송장치의 진보․발전에 의해 간편화, 소형화, 작업의 자유도가 개선됐다. 그렇기 때문에 각종 금형이나 부품, 고정도․미세부의 용접․보수를 위한 저변형 가공 및 저입열 용접이 가능해지고, 부가가치가 높은 제품과 부품 제작을 목적으로 수요가 증가하고 있다. 레이저 용접법은 레이저광을 열원으로 하고, 집광된 에너지 밀도가 높은 열원을 피가공물(금형 등)의 표면에 조사, 금속을 국부적으로 용접․응고시켜 접합하는 방법이다(그림 1). 레이저
[헬로티] 히노 마코토 (日野 實) 히로시마공업대학 18세기에 영국을 중심으로 확산된 산업혁명에서는 증기기관이 발명되어 방적업이 발달했다. 이어서 19세기에는 자동차가 출현하고, 20세기에는 셀 수 없을 정도의 발명이 이루어졌다. 그 중에서 컴퓨터와 함께 20세기의 2대 발명으로 위치매김하고 있는 레이저(LASER; Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, 빛의 유도 증폭 작용)은 1960년 미국의 T.H.Maiman에 의해 발명됐으며, 그는 그 업적으로 노벨물리학상을 수상했다. 그 발명으로부터 60년이 지난 현재, 레이저 기술은 모든 산업 분야에 적용되고 있다. 레이저는 산업 기술이면서 ‘발명을 낳는 기술(innovative technology)’로서 21세기에 들어서도 노벨상 수상자를 배출하고 있다. 특히 2014년에는 청색 발광 다이오드의 발명과 실용화에 의해 3명의 일본인이 노벨물리학상을 수상했다. 이와 같이 레이저는 항상 새로운 물리 분야를 개척하는 툴로서도 연구자들을 끌어들이고 있다. 레이저를 응용한 가공은 정밀 가공 기술로서 기존의 가공 기술로는 불가능했던 난가공을
[헬로티] 아이자와 타츠히코 (相澤 竜彦) 표면기능디자인연구소 필자는 엑시머 레이저에 의한 가공 연구, YAG 레이저 충격가공 연구를 시작으로, 최근 10년간은 피코초․펨토초 레이저를 이용한 표면 기능 제어, 특히 마이크로․나노 텍스처링 연구에 종사해 왔다. 이 극단 펄스 레이저의 가공의 특징은 레이저 조사에 동반되는 열적 효과를 동반하지 않고, 조사 시 물질의 애블레이션을 이용함으로써 레이저광 제어 내에서 세밀한 제거가공을 실행할 수 있다는 점에 있다. 따라서 가공법을 고안․실시하는데 있어 레이저광 특성(펄스폭, 반복 주파수, 플루언스, 출력 등)과 함께 레이저빔 제어법 등의 가공 시스템이 중요하다. 예를 들면 산화알루미늄판에 레이저 구멍가공을 피코초 레이저로 해보자. 빔 제어 없이는 그림 1 (a)와 같이 애블레이션과의 상호 작용으로 구멍 형상이 흐트러지고, 동 그림 (b)와 같이 구멍가공이 깊어짐에 따라 가공이 불안정해져 두 갈래로 나누어지는 구멍가공이 되어 버리므로 고정도 구멍가공이 필수인 형기술에는 적합하지 않다. 여기서 그림 2에 나타낸 레이저광 제어를 하면, 그림 3에 나타낸 고애스펙트비의 직구멍가공을
[헬로티] 디지털 정보 디스플레이 장치에 문제 생겨도 재부팅 없이 문제 해결 가능 한국전자기술연구원은 가상 머신 기반 디지털 정보 디스플레이 장치 및 전자장치를 개발했다. 이를 통해 앞으로 조선, 해양, 통합항해시스템에서 전자장치 및 디지털 정보 디스플레이 장치가 제공될 전망이다. 전자장치는 복수개의 입출력 인터페이스를 포함하고, 복수개의 운영체제가 각각 별도로 설치된 복수개의 가상머신을 포함하며, 복수개의 가상머신 및 복수개의 입출력 인터페이스를 모니터링할 수 있게 되어 전자 장치에 문제 발생 시 재부팅없이 신속한 정상동작 기능 복귀가 가능해지게 될 것이다. ◆ 왜 필요한가? 기존 디지털 정보 디스플레이 장치의 단일 OS 구성에서는 내부의 보안모듈 또는 위험 발생 회피 모듈을 적용하더라도, 시스템에 문제가 생길 경우 백업이 불가능하며, 네트워크 인터페이스 문제도 동시에 발생하기 때문에 재부팅을 통한 복구가 일반적으로 수행되고 있다. 또한, 디지털 정보 디스플레이 장치의 단일 OS에서는 문제점 발생 시 별도의 복구 시스템이 없을 경우 시스템에 이상이 생길 수 있으며, 이상이 생기면 외부에서 원격접속으로 인한 네트워크 접근이 어렵고, 자동 복구시스템은 재부팅
[헬로티] 입자 크기 줄이지 않고 부피당 고에너지 밀도와 고출력 특성을 구현할 수 있는 이차전지 양극 소재 비밀 밝혀 최근 테슬라(Tesla)를 필두로 하여 세계적으로 전기차 시장이 빠르게 성장하고 있다. 전기차는 기존 내연기관 자동차와 달리, 이차전지의 동력만으로 자동차를 움직이기 때문에 배터리의 성능이 곧 자동차의 성능이 될 수 있다. 하지만 느린 충전 시간과 낮은 출력은 여전히 전기차가 넘어야 할 장벽이다. 포항공대(POSTECH) 연구팀이 더 빨리 충전되고 오래 가는 전기차 배터리 소재를 개발해 주목을 받고 있다. 신소재공학과 강병우 교수, 통합과정 김민경 씨 연구팀은 성균관대 에너지과학과 윤원섭 교수팀과 함께 이차전지 전극 물질에서 충·방전할 때, 입자 크기를 줄이지 않아도 획기적으로 충·방전 시간을 단축해 고출력을 낼 수 있다는 것을 처음으로 밝혀냈다. 이 연구 성과는 재료 분야 국제학술지 ‘에너지 엔 인바이러먼털 사이언스(Energy & Environmental Science)’에 최근호에 게재됐다. 지금까지 이차전지에서 빠른 충·방전을 위해 전극 물질의 입자 크기를 줄이는 방법이
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