국내 로봇 산업은 지금 중요한 전환점에 서 있다. 제조 현장의 자동화는 단순 반복 작업을 벗어나 고정밀·고신뢰 제어를 요구하는 단계로 발전하고 있으며, 물류로봇, 협동로봇, 의료로봇, 그리고 최근 주목받는 휴머노이드 로봇까지 적용 분야가 빠르게 확장되고 있다. 이러한 변화의 중심에는 로봇 성능을 근본적으로 좌우하는 자기식 위치 센서(Magnetic Position Sensor)가 있다. 로봇 시스템에서 실시간 피드백, 높은 정밀도와 정확성은 선택이 아닌 필수 요소다. 자기식 위치 센서는 로봇의 위치, 속도, 방향을 정확하게 감지해 핵심 기술로 자리매김했다. 특히 비접촉 방식으로 동작하기 때문에 센서와 기계 부품 간 마모를 최소화하고 장시간 안정적인 운용을 가능하게 해 산업 환경에 최적화되어 있다. 비접속·고내구성, 한국 산업 환경에 최적화된 선택 국내 제조 현장은 고온, 진동, 분진 등 가혹한 환경이 일상적이다. 이러한 조건에서도 자기식 위치 센서는 뛰어난 내구성과 환경 적응성을 바탕으로 안정적인 성능을 유지한다. 선형과 회전 운동을 모두 측정할 수 있을 뿐 아니라 소형화도 가능해, 공간 제약이 큰 로봇 설계에도 유리하다. 무엇보다 실시간 위치 데이터를 제공
인공지능(AI)이 디지털 화면을 넘어 물리적 현실 세계로 넘어오고 있다. 스스로 인지하고 판단하여 물리적인 행동을 수행하는 ‘피지컬 AI(Physical AI)’의 시대가 도래한 것이다. 제조 현장에서도 자율주행 물류로봇(AMR)과 지능형 로봇 팔, 스마트 센서가 탑재된 설비들이 앞다투어 도입되고 있다. 하지만 첨단 로봇 몇 대를 공장에 들여놓는다고 해서 진정한 의미의 스마트 팩토리, 나아가 ‘완전 무인 공장’이 완성되는 것은 아니다. 개별 하드웨어의 지능화를 넘어, 이들을 하나로 묶어 지휘할 수 있는 거대한 소프트웨어 생태계가 필수적이다. 바로 ‘소프트웨어 정의 제조(SDM, Software-Defined Manufacturing)’다. 최근 자동차 산업을 강타하고 있는 화두는 단연 SDV(Software-Defined Vehicle, 소프트웨어 중심 자동차)다. 스마트폰처럼 소프트웨어 업데이트(OTA)를 통해 차량의 성능을 개선하고 새로운 기능을 추가하는 개념이다. 하지만 공장에 SDV의 논리를 그대로 가져오기에는 무리가 있다. 자동차가 독립된 단일 시스템이라면, 공장은 수백, 수천 개의 서로 다른 기계와 설비들이 유기적으로 맞물려 돌아가는 고도로 복잡한
국내 연구진이 AI가 스스로 제어하는 6G 네트워크의 ‘두뇌’를 개발했다. 이는 국내 최초로 ‘지능형 6G 코어’를 구현한 것으로, 6G 핵심 인프라의 혁신적 진전을 이룬 것이란 평가다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 6G 시대의 핵심 인프라로 주목받는 ‘지능형 서비스 프로그래머블 모바일 코어 네트워크’ 기술 개발에 성공했다고 밝혔다. 이 기술은 인공지능(AI)이 네트워크를 스스로 학습하고 제어함으로써 서비스 요구에 따라 유연하게 동작하는 자율형 6G 코어 네트워크 구현을 목표로 한다. 기존 5G 코어 네트워크가 비교적 정적인 세션 관리 구조를 기반으로 운영됐다면, 이번에 개발된 기술은 AI 기반 예측과 제어를 통해 서비스별 세션·경로·품질(QoS)을 실시간으로 최적화한다. 특히 서비스 특성에 맞게 데이터 전송 경로를 설정할 수 있는 SRv6(IPv6 세그먼트 라우팅) 기술을 적용해 세션과 경로를 자동으로 구성·조정함으로써 서비스 특성에 맞는 통신 품질을 제공할 수 있도록 했다. 연구진은 이를 위해 AI 내재형 제어·사용자 평면 구조(SBA 확장형), 지능형 자동화 및 신뢰성 검증 모듈, AI 응용 서비스 학습·추론 최적화 기술을 구현했다. 이를 통해 네트워
KAIST와 한양대학교 공동 연구진이 빛의 입사각이 달라져도 안정적으로 색을 분리할 수 있는 이미지 센서용 메타물질 기술을 개발했다고 밝혔다. 초소형 픽셀 환경에서도 색 정확도를 유지하는 구조를 구현해 스마트폰 카메라의 물리적 한계를 넘어서는 설계 기준을 제시했다. 이번 연구는 KAIST 전기및전자공학부 장민석 교수 연구팀과 한양대학교 정해준 교수 연구팀이 수행했다. 연구진은 나노포토닉 컬러 라우터 기반 구조에서 제기돼 온 ‘사선 입사’ 문제를 체계적으로 분석하고 해결 방향을 도출했다. 나노포토닉 컬러 라우터는 렌즈 대신 나노 구조를 활용해 입사된 빛을 적색 녹색 청색으로 정밀 분리하는 메타물질 기반 기술이다. 기존 설계는 빛이 수직으로 들어오는 조건에 최적화돼 있어 입사각이 달라질 경우 색 혼합과 성능 저하가 발생했다. 연구팀은 사람이 직접 구조를 설계하는 대신 컴퓨터가 최적 구조를 탐색하는 ‘역설계(inverse design)’ 방식을 적용했다. 그 결과 기존 구조는 약 12도만 기울어져도 기능을 거의 수행하지 못했지만 새롭게 설계한 구조는 ±12도 범위에서 약 78%의 광효율을 유지하며 안정적인 색 분리 성능을 보였다. 이는 실제 스마트폰 촬영 환경을
전기차 주행거리는 늘리고 배터리 제조 비용은 낮출 수 있는 건식 후막 전극 제조 기술이 개발됐다. UNIST 에너지화학공학과 곽원진 교수팀은 가천대 최정현 교수팀, 중앙대 문장혁 교수팀과 함께 건식 제조 후막 전극 배터리의 초기 용량 손실과 전극 제조 비용을 절감할 수 있는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 후막 전극은 전극의 활물질층 두께를 키워 배터리 용량을 늘린 차세대 전극이다. 일반 배터리 전극과 달리 독성 용매를 쓰지 않는 건식 공정으로 제조돼 친환경적이라는 장점도 있다. 문제는 초기 용량 손실이 크다는 점이다. 모든 리튬이온배터리는 사용 초기 충·방전 과정에서 필연적인 리튬 용량 손실이 발생하지만, 건식 제조 후막 전극은 두꺼운 활물질 두께와 마른 활물질 입자를 뭉치기 위한 바인더 탓에 초기 용량 손실이 더 크다. 연구팀은 배터리 음극의 활물질층과 동박(구리 집전체층) 사이에 프라이머 대신 리튬 금속 박막을 넣어 초기 용량 손실을 줄인 전극을 개발했다. 프라이머는 원래 활물질층을 동박에 부착시켜 주는 물질이다. 프라이머 대신 들어간 리튬 금속은 프라이머 역할과 더불어 손실될 리튬을 미리 보충해주는 역할을 할 수 있다. 박막 속 리튬은 전위차라는 힘
KAIST 연구진이 일상에서 쓰는 사포 개념을 나노 기술로 확장해 반도체 표면을 원자 수준까지 균일하게 가공할 수 있는 ‘나노 사포’를 개발했다. 고대역폭 메모리(HBM) 등 첨단 반도체 공정에서 표면 품질과 가공 정밀도를 동시에 끌어올릴 수 있는 원천기술로 주목된다. KAIST는 기계공학과 김산하 교수 연구팀이 머리카락보다 수만 배 가는 탄소나노튜브(CNT)를 연마재로 활용한 나노 사포를 구현했다고 11일 밝혔다. 기존 반도체 평탄화 공정(CMP)은 연마 입자를 화학액 슬러리에 분산해 사용하는 방식이어서 추가 세정 공정이 필요하고 폐기물이 많이 발생하는 단점이 있다. 연구팀은 연마재를 사포 표면에 구조적으로 고정하는 방식으로 슬러리 의존도를 낮추고 환경 부담을 줄일 수 있는 평탄화 경로를 제시했다. 나노 사포는 탄소나노튜브를 수직으로 정렬한 뒤 폴리우레탄 내부에 고정하고, 표면에 일부만 노출시키는 구조를 채택했다. 이 방식은 연마재 이탈을 억제해 표면 손상 우려를 낮추고 반복 사용에서도 안정적인 성능을 유지하도록 설계됐다. 연마재 밀도(입방수) 기준으로 상용 사포 중 가장 미세한 제품 대비 약 50만 배 높은 수준을 구현한 점도 특징이다. 일상 사포가 40
KAIST 연구진이 온실가스를 제거하는 촉매에서 산소가 작동하는 방식을 규명했다. 반응 환경에 따라 산소를 선택적으로 사용하는 원리를 밝혀내며 고효율 촉매 설계를 위한 새로운 기준을 제시했다. KAIST 생명화학공학과 이현주 교수와 서울대학교 한정우 교수 그리고 KAIST 박정영 교수가 참여한 공동연구팀은 친환경 촉매로 널리 활용되는 세리아가 크기에 따라 산소를 사용하는 방식이 완전히 달라진다는 사실을 세계 최초로 규명했다고 밝혔다. 연구 결과는 온실가스 저감과 귀금속 촉매 대체 가능성을 동시에 제시한다. 세리아는 산소를 저장했다가 필요할 때 꺼내 쓸 수 있는 금속 산화물 촉매로 촉매 분야에서 산소 탱크로 불려 왔다. 그러나 산소가 어떤 경로로 반응에 참여하는지는 명확히 규명되지 않았다. 연구팀은 촉매가 산소를 잘 쓰는지를 넘어 반응 조건에 맞춰 산소를 골라 쓰는지에 주목했다. 연구 결과 작은 크기의 세리아 촉매는 공기 중 산소를 빠르게 받아들여 즉각 반응에 사용하는 순발력형으로 작동했다. 반면 상대적으로 큰 세리아 촉매는 내부에 저장된 산소를 표면으로 이동시켜 지속적으로 공급하는 지구력형 특성을 보였다. 촉매의 크기만 조절해도 공기 중 산소와 저장 산소 중
폭발 위험이 적고 저렴한 차세대 대용량 에너지저장장치(ESS)인 ‘철-크롬 레독스 흐름전지’의 성능을 끌어올린 기술이 나왔다. AI 데이터센터 처럼 막대한 전력을 소비하는 시설에 안전하고 저렴한 비상 전력을 공급할 수 있는 기반이 마련됐다는 평가다. UNIST 에너지화학공학과 이현욱 교수팀은 전극 표면에 비스무트(Bi)를 코팅하는 방식으로 철-크롬 레독스 흐름전지에서 크롬의 반응 속도를 10배 이상 높이고, 동시에 기생 부반응을 억제해 배터리 에너지 효율을 개선했다고 2일 밝혔다. 철-크롬 레독스 흐름전지는 전기 저장물질인 철과 크롬이 녹아 있는 수용액을 별도 탱크에 보관했다가 필요할 때 전극으로 흘려보내는 방식으로 충·방전이 이뤄지는 차세대 배터리다. 휘발성 전해질 대신 물을 써 폭발 위험이 낮은데다 철과 크롬은 저렴하고 매장량도 풍부해, 다른 금속 기반 레독스 흐름전지보다 원가 경쟁력이 높다. 문제는 크롬의 낮은 반응성과 부반응이다. 크롬의 반응이 낮은 탓에 더 높은 전압을 걸어 배터리를 충전해야 했고, 수소 생산 부반응은 충전 시 저장되어야 할 전자를 부반응을 일으키는 데 소모하게 만든다. 충전으로 저장한 에너지 중에서 실제로 꺼내쓸 수 있는 에너지 비
2019년에 Google사가 개발한 초전도체를 이용한 양자 컴퓨터(초전도형 양자 컴퓨터)에서 고전적인 컴퓨터로 해결할 수 없는 문제를 푸는 양자 초월이 증명되었다. 그 후, 여러 기업에서 중성 원자, 이온 트랩, 빛, 실리콘 등 다양한 양자를 활용한 방식의 양자 컴퓨터 개발이 보고되었으며, 양자 컴퓨터 연구의 중심은 소수의 양자 비트로 할 수 있는 기초적인 연구 주제에서 대규모의 양자 비트를 실현하기 위한 연구 주제로 점차 옮겨가고 있다. 초전도형 양자 컴퓨터는 초전도체를 이용하는 디바이스이기 때문에 10mK 정도의 극저온까지 장치를 냉각할 필요가 있지만, 기본적인 구성 요소는 반도체 장치와 같은 고체 디바이스다. 따라서 기존 실리콘 반도체를 이용한 고전적인 컴퓨터와 유사한 이미지로 개발 항목을 생각할 수 있어 실용화를 위한 로드맵 작성이 용이하며, 초전도형 양자 컴퓨터 벤더로부터 상세한 로드맵이 제시되고 있다. 이 때문에 다양한 양자 컴퓨터가 있는 가운데, 초전도형 양자 컴퓨터는 가장 기대되고 진입하는 기업 수도 가장 많은 방식이다. 대규모 초전도형 양자 컴퓨터를 향한 과제 그림 1에 현재 시판되고 있는 수백 양자 비트급 양자 컴퓨터를 이미지한 그림을 나타
양자 컴퓨터는 현재 널리 사용되는 컴퓨터 중에서도 슈퍼컴퓨터라고 불리는 가장 빠른 컴퓨터를 이용해도 계산이 어려운 대규모의 데이터 분석, 신약 개발 시뮬레이션, 대규모 최적화 문제 해결 등에 큰 기대를 받고 있다. 이 양자 컴퓨터는 양자역학의 ‘양자 중첩’이나 ‘양자 얽힘’과 같은 특유의 현상을 이용해서 병렬 계산을 하는 컴퓨터가 된다. 양자 컴퓨터에 이용되는 연산자로서 사용되는 양자 비트 또는 양자 게이트 방식에는 광형, 이온 트랩형, Si 스핀형, 냉각 원자형 등 여러 종류가 있는데, 현재 가장 진전된 것은 초전도 양자 비트를 이용한 초전도 양자 컴퓨터이다. 조합 최적화 문제에 특화된 양자 어닐링형 상용 양자 컴퓨터가 개발되어 세계를 놀라게 한 이후, 각 기관의 개발 경쟁이 급속히 가속화되었다. 현재 초전도 양자 컴퓨터는 범용 계산도 가능한 게이트형 개발이 주류를 이루고 있다. 이 초전도 양자 컴퓨터는 트랜스몬(transmon) 회로를 이용한 양자 비트의 미약한 포톤의 진동을 초전도 마이크로파 회로로 수신하는 방식을 이용하고 있다. 양자 비트를 5GHz로 동작시키는 경우 1포톤의 에너지 S는 약 250mK의 미약한 신호가 된다. 이 미약한 신호를 수신하기
최신 자동차 산업에서는 자동화와 디지털화의 흐름이 뚜렷하게 나타나고 있다. 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)부터 인포테인먼트 시스템에 이르기까지, 현대의 자동차는 점점 더 디지털 기술에 대한 의존도를 높여가고 있다. 이러한 변화의 중심에는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)가 있다. ADC는 현실 세계의 아날로그 신호를 차량용 컴퓨터 시스템이 처리할 수 있는 디지털 데이터로 변환하는 핵심 장치다. 이 글에서는 차량 시스템의 성능을 최적화하고 안전성을 향상시키는 데 있어 ADC가 어떻게 활용되고 있는지를 살펴보고자 한다. 차량용 시스템 내 ADC의 이해 차량용 시스템에서 ADC는 다양한 센서로부터 수집된 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환한다. 이때 사용되는 센서는 온도·압력 센서와 같은 기본 장치부터 레이더(Radar), 라이다(LiDAR)와 같은 고정밀 광학 센서에 이르기까지 매우 다양하다. 차량용 컴퓨터 시스템은 이렇게 변환된 디지털 데이터를 기반으로 주행 관련 의사결정을 내리고, 각종 기능을 제어하며, 운전자에게 필요한 정보를 제공한다. 특히 고정밀 ADC는 뛰어난 해상도와 정확도를 바탕으로 차량용 시스템의 핵심 부품으로 자리 잡고 있다. 아날로그 신호
사람이 물건을 만졌을 때에 느끼는 금속과 같은 차가운 촉감이나 목재 특유의 따뜻함, 솜의 포근한 감촉과 같은 촉각으로부터 느끼는 질감은 뇌의 처리에 의해 부여된다. 질감을 느끼는 방식은 과거의 경험이나 나이에 따라 개인차가 발생한다. 예를 들어 숙련된 목수는 목재를 만지는 것만으로 목재의 상태나 품질을 순간적으로 간파하는 뛰어난 촉각 감성을 가지고 있으며, 의사는 환자를 촉진함으로써 미묘한 이상을 발견할 수 있다. 사람이 물건을 만졌을 때에 뇌 안에서 느끼는 질감은 개인차가 있기 때문에 몇 가지 요소로부터 감각을 얻고 있는지 해명하는 것은 어렵다. 그러나 생리학적으로 본 촉각 수용기의 종류를 고려해 크게 ‘압력’, ‘진동’, ‘온도’의 세 가지 요소로부터 복합적으로 판단하고 있다고 할 수 있다. 이는 해부학적으로도 지적되고 있는데, 선행 연구에서도 감각 시험을 통해 이들 인자를 확인하고 있으며, 세 가지 인자로 재질 인식의 시스템을 구축하는 데 성공했다. 이 글에서는 질감의 요소를 질감 인자라고 부르며, 각각 ‘경도 인자’, ‘표면 상태 인자’, ‘온도 인자’라고 부른다. 특정 감각에 주목한 것으로, 표면 상태에 주목한 촉각 감성의 연구나 열 촉각에 관한 연
탈모 치료의 한계를 넘어설 새로운 해법이 제시됐다. 무겁고 딱딱한 헬멧형 탈모 치료기는 과거의 방식이 될 전망이다. 공동 연구진은 모자처럼 착용 가능한 OLED 기반 웨어러블 광치료 기기를 개발해 탈모 진행의 핵심인 모낭 세포 노화를 약 92%까지 억제하는 효과를 입증했다. KAIST는 전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 홍콩과학기술대 윤치 교수팀과 공동으로 직물처럼 유연한 모자 형태의 웨어러블 플랫폼에 특수 OLED 광원을 적용한 비침습 탈모 치료 기술을 개발했다고 1일 밝혔다. 그동안 탈모 개선을 위한 약물 치료는 효과가 있는 것으로 알려졌으나, 장기 사용에 따른 부작용 우려로 인해 상대적으로 안전한 광치료가 대안으로 주목받아 왔다. 그러나 기존 탈모 치료용 광기기는 딱딱하고 무거운 헬멧형 구조로 제작돼 사용 환경이 실내로 제한되고, LED나 레이저 기반의 점광원 방식을 사용해 두피 전체에 균일한 광조사를 구현하는 데 한계가 있었다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 작은 점에서 빛을 내는 점광원 대신 넓은 면 전체에서 고르게 빛을 방출하는 면 발광 OLED를 탈모 치료에 적용했다. 특히 천처럼 유연한 소재 기반의 근적외선 OLED를 모자 안쪽에 통
국내 연구진이 지하수와 토양에 포함될 수 있는 1급 발암물질 ‘6가 크로뮴’의 분석 정확도를 높일 수 있는 기준 물질을 개발했다. 한국표준과학연구원(KRISS)은 포항가속기연구소(PAL)와 협력해 환경 시료 내 6가 크로뮴 함량을 정확히 측정할 수 있는 ‘규조토 인증표준물질(CRM, Certified Reference Material)’을 개발했다고 밝혔다. 이번 성과는 환경 분석 기관의 측정 결과를 객관적으로 평가·교정할 수 있는 기준을 제공함으로써 유해 물질 분석의 정확도와 일관성을 높이는 데 목적이 있다. 6가 크로뮴은 강한 독성과 산화력을 지닌 물질로, 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)가 지정한 1급 발암물질이다. 산업 시설뿐 아니라 지하수, 토양, 생활 공간의 모래 등에도 존재할 수 있어 국내에서는 관련 법령에 따라 지하수·토양 및 생활환경에 대한 검사가 의무화돼 있다. 그러나 기존에는 환경 검사 기관별 분석 결과에 차이가 발생하더라도 이를 객관적으로 검증·보정할 수 있는 표준 기준이 없어, 측정 신뢰도를 높이는 데 한계가 있었다. KRISS 무기측정그룹 조하나 책임연구원 연구팀은 포항가속기연구소 PLS-II 7D 빔라인 최선희 책임
미생물이 이산화탄소를 흡수해 친환경 연료를 생산하는 기술이 개발됐다. 온실가스를 자원으로 전환하는 새로운 방식으로, 탄소 중립 시대를 앞당길 대안 기술로 주목된다. UNIST는 신소재공학과 김진현 교수가 미국 University of California, Berkeley 연구진과 공동 연구를 통해, 두 종류의 미생물을 단계적으로 활용해 이산화탄소를 친환경 연료인 부탄올로 전환하는 연속 공정 시스템을 개발했다고 28일 밝혔다. 탄소 중립이 전 세계적인 과제로 떠오르면서, 온실가스인 이산화탄소를 유용한 자원으로 전환하는 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 미생물을 활용한 전환 기술은 미생물이 이산화탄소를 흡수·대사해 유용 물질을 생성하는 방식으로, 에너지 소모가 적고 귀금속 촉매가 필요 없다는 점에서 친환경적인 대안으로 평가된다. 연구팀이 개발한 시스템의 핵심은 ‘미생물 분업’이다. 이산화탄소를 직접 처리하는 데 강점을 가진 아세토젠균과, 복잡한 분자 합성에 특화된 대장균을 공장 생산 라인처럼 연속적으로 연결했다. 먼저 아세토젠균이 이산화탄소(CO₂)를 흡수해 단순한 구조의 아세트산(CH₃COOH)을 생성하면, 대장균이 이를 다시 받아 최종적으로 부탄올(C
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