종이접기 원리로 태양전지의 움직임과 형태 설계…500% 변형에도 발전 성능 유지 자유롭게 형태를 바꾸면서도 안정적으로 전기를 생산하는 3차원 태양광 메타구조체가 개발됐다. 건물의 곡면 외벽이나 돌출부, 움직이는 이동체처럼 태양전지를 설치하기 어려운 공간이 많다. 기존 태양광 시스템은 대부분 평판 형태여서 설치 환경에 맞게 변형하기 어렵고, 유연한 구조라 하더라도 많이 늘릴수록 태양전지의 배치 면적이 줄거나 전기 연결이 끊어지는 한계가 있었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록)은 차세대태양전지연구센터 이필립 센터장 연구팀이 구조의 움직임과 전기 연결을 함께 설계해 자유롭게 형태를 바꾸면서도 안정적으로 전기를 생산하는 3차원 태양광 메타구조체를 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 올해 초 같은 구조 단위를 반복 조립해 약 900cm² 크기의 ‘기계적 메타물질’ 기반 형태 변형 태양광 시스템을 만들고 이를 국제 학술지 'Advanced Functional Materials'에 발표한 바 있다. 당시 연구가 모양을 바꾸는 구조의 시스템화에 집중했다면, 이번 연구는 기능성 구조 설계에 집중해 종이를 자르고 접는 ‘키리가미(Kirigami)’와 ‘오리가미(Origam
한국기계연구원, 별도 스피커 없이 패널 진동만으로 소리 재생…목표 구역 선택 정확도 99.9% 달성 화면 속 인물이나 사물이 있는 바로 그 위치에서 소리가 들리는 시·청각 융합 디스플레이 핵심기술이 개발됐다. 한국기계연구원(원장 류석현, 이하 기계연) AX융합연구센터 김동준 선임연구원 연구팀은 디스플레이 뒷면에 부착한 다수의 진동 액추에이터를 정밀 제어해 원하는 화면 위치에서 소리를 방사하는 ‘모듈형 그리드’ 기반 시·청각 융합 디스플레이 기술을 개발했다. 이번 기술은 패널 후면에 설치된 80개의 보이스코일모터(Voice Coil Motor, VCM)로 패널 표면의 진동 분포인 ‘진동장’을 제어한다. 패널의 진동 응답 특성을 분석한 뒤 역문제(inverse problem) 기법으로 각 액추에이터에 입력할 전압 신호를 계산해 원하는 구역만 선택적으로 진동시키는 방식이다. 영상 속 음원의 움직임에 따라 소리 재생 구역을 실시간으로 변경해 소리가 화면 속 음원을 따라 이동하는 듯한 효과를 구현할 수 있다. 성능시험 결과 목표 화면 구역에서 소리를 재생하는 선택 정확도 99.9%를 달성했고, 소리를 내도록 설정한 구역과 그렇지 않은 구역의 진동 크기 차이는 최대 3
KAIST, 앱 이름 아닌 ‘반복 행동’ 분석…개인 맞춤형 AI로 하루 스트레스 상태 판별 카이스트(KAIST) 연구진이 스마트폰에서 반복되는 일상 행동을 분석해 하루의 스트레스 상태를 파악하는 기술을 개발했다. 카이스트 이한수 박사가 제1저자로, 이의진 KAIST 전산학부 교수가 교신저자로 참여한 연구팀은 화면 사용 시간과 빈도, 문자 입력 패턴 등을 활용해 일일 스트레스 상태를 판별하는 기술 ‘SHIRBT-MMF’를 개발했다고 15일 밝혔다. 기존 스마트폰 기반 스트레스 연구는 화면 사용 시간이나 앱 실행 횟수, 앱 종류별 사용 시간·빈도·타이핑 행동 등을 주로 분석해 왔다. 그러나 사용하는 앱이나 앱 화면이 바뀌면 분석 데이터도 달라져 장기간 스트레스를 추적하는 모델의 안정성이 떨어질 수 있다. 연구팀은 이에 ‘어떤 앱을 사용했는가’보다 ‘무엇을 했는가’에 주목했다. 카카오톡에서 라인이나 왓츠앱으로 바꾸더라도 사용자가 하는 일은 여전히 ‘메신저 채팅’이라는 점에서, 앱 이름 대신 행동의 목적을 기준으로 분석한 것이다. 연구팀은 반복 행동을 ‘스마트폰 상호작용 기반 일상 행동 과업(SHIRBT)’으로 정의하고, 자체 개발한 ‘멀티 레벨 순차 패턴 마이닝(
KAIST(총장 배충식)는 신소재공학과 김경민 교수 연구팀이 하나의 반도체 소자에서 장기기억과 단기기억을 독립적으로 조절할 수 있는 '이중 상태 프로그래머블 산화물 트랜지스터(DUPOT)'를 개발하고, 이를 활용한 시간 기반 암호화 기술을 구현했다고 14일 밝혔다. 연구팀이 개발한 DUPOT은 산화물 소재 기반 트랜지스터로, 게이트에 인가하는 전압의 극성에 따라 두 가지 서로 다른 전기적 상태를 독립적으로 설정할 수 있다. 게이트에 양의 전압을 가하면 절연막인 하프늄 산화물(HfO₂) 내부에 전자가 포획돼 문턱전압이 변하고, 이 상태가 장기간 유지되는 장기기억으로 작동한다. 반대로 음의 전압을 가하면 산소 이온이 이동하며 포화전류가 감소하고, 이후 시간이 지나면서 전류가 서서히 회복되는 단기기억 특성을 보인다. 연구팀은 이 시간에 따른 전류 변화를 암호화에 직접 활용했다. '시간 지연 암호화(Time-Release Encryption)'는 일정 시간이 지나야 숨겨진 정보가 드러나는 방식으로, 실험에서는 8.4초 뒤 문자 'T' 형태의 패턴이 나타났다. '시간 제한 암호화(Time-Bound Encryption)'는 정해진 시간 구간에서만 올바른 정보가 나타나
UNIST와 KAIST 공동 연구팀이 기존보다 리튬금속배터리 수명을 약 3배 늘릴 수 있는 전해액을 개발했다. 배터리에 적합하지 않다고 여겨졌던 두 용매를 혼합해 충·방전 과정에서 발생하는 리튬 손실을 줄인 것이 핵심이다. UNIST 에너지화학공학과 송현곤 교수와 KAIST 신소재공학과 서동화 교수팀은 에틸렌카보네이트(EC)와 설폴레인(SL)을 혼합해 리튬금속배터리의 내구성을 높이는 전해액을 개발했다고 12일 밝혔다. 리튬금속배터리는 기존 상용 배터리의 흑연 음극 대신 리튬금속을 사용하는 차세대 배터리다. 이론적으로 배터리 자체 용량을 두 배 가까이 늘릴 수 있지만, 리튬금속이 전해액과 불필요하게 반응하면서 사용 가능한 용량이 급격히 줄어드는 문제가 있다. 특히 더 많은 전기를 저장하기 위해 고전압으로 충전할 때 이러한 현상이 심해진다. 연구팀은 EC와 SL을 3대 7 비율로 혼합한 뒤 리튬염과 전극 보호막을 안정화하는 소량의 첨가제를 더해 전해액을 제조했다. 개발한 전해액을 적용한 하이니켈 양극 배터리는 25℃에서 4.5V까지 충전하는 조건으로 150회 충·방전한 이후에도 초기 용량의 약 80%를 유지했다. 반면 기존 탄산염계 전해액을 사용한 배터리는 약
생산 라인이 멈추는 것보다 더한 악몽은 없습니다. 모두의 시간과 돈을 낭비하게 되기 때문입니다. 예기치 않게 조업이 중단될 경우 제조업체는 평균적으로 시간당 26만 달러의 손실을 입습니다. 산업 자동화, 에지 컴퓨팅 및 AI 기반 애플리케이션이 지속적으로 확장됨에 따라, 이러한 손실 비용을 방지하기 위해 단일 기판 컴퓨터(SBC)의 신뢰성에 대한 요구가 점점 더 높아지고 있습니다. 산업용 SBC는 컴퓨터의 모든 필수 요소를 단일 기판에 담아 처리 능력과 연결성을 콤팩트한 크기로 구현하여 까다로운 산업 환경에 이상적입니다. 최근 진행된 화상 토론에서, Raspberry Pi, Gateworks, NXP Semiconductors 및 EDATEC의 전문가들과 함께 최신 임베디드 및 에지 컴퓨팅 시스템에서 산업용 SBC의 역할이 점점 더 중요해지고 있는 현상에 대해 자세히 알아보았습니다. SBC의 부상 산업 자동화와 에지 컴퓨팅의 성장과 함께 SBC의 사용이 급증하고 있습니다. 산업용 SBC는 소프트 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC) 및 머신 비전을 포함한 다양한 애플리케이션을 위한 유연하고 확장 가능한 플랫폼을 제공합니다. SBC의 활용 범위는 단순히 공장 안
사이버 공격이 확산되는 상황에서 산업용 장비가 충분한 사이버 방어 역량을 갖추도록 하는 일은 매우 중요하다. 자원이 제한된 장치도 예외가 아니다. 공격자는 이런 장치에 보안 기능을 구현하기가 쉽지 않다는 점을 알고 있기 때문에, 오히려 이런 장치를 표적으로 삼을 수 있다. 그러나 CIP 보안 자원 제한 프로파일은 이러한 장치 부류를 위해 가볍지만 강인한 형태의 CIP Security 구현 방식을 정의하고 있다. 그럼에도 이러한 보안 기능을 추가하는 일은 여전히 간단하지 않을 수 있다. 이 문서는 자원 제약형 장치에 CIP 보안 자원 제한 프로파일을 적용할 때의 몇 가지 모범 사례를 제시한다. 사이버 공격이 빈도와 심각성 모두에서 증가하고 있다는 점은 잘 알려져 있다. IoT와 기타 장치의 연결성이 높아지면서 공격자는 더 이상 서버나 인터넷 웹사이트 같은 “전통적인” 표적에만 머물지 않는다. 실제로 장치가 공격받는 사례는 쉽게 찾을 수 있다. 가장 유명한 사례 중 하나는 미라이 봇넷(Mirai Botnet)이다. 이 공격에서는 악성코드를 이용해 카메라 같은 여러 IoT 장치를 제어하고, 이를 통해 분산 서비스 거부(DDoS) 공격을 수행했다. 또 다른 악명 높
휴머노이드 로봇의 시대가 도래했다. 우리가 이를 깨달을 수 있는 것은 대형 기술 기업들이 갑자기 틱톡 영상에 어울리는 로봇 춤이나 인간 파트너의 움직임을 흉내 내는 퍼포먼스 때문이 아니다. 그건 과대광고일 뿐이다. 휴머노이드 로봇이 현실에서 실제로 수행할 수 있는 능력은 그보다 훨씬 더 흥미롭다. 전 세계적으로 휴머노이드 로봇에 대한 관심이 솟구치는 이유는 AI 덕분에 처음으로 가능해진 로봇의 기술적 역량과, 기계가 아닌 인간을 위해 설계된 공간에서 자동화에 대한 기대 수요가 새롭게 조화를 이루었기 때문이다. 이 새로운 로봇들이 진정한 휴머노이드가 되기 위해서는 인간의 많은 특성을 공유해야 할 것이다. 물론 이는 로봇이 인간과 유사한 골격과 두 발로 걷는 능력을 갖추는 것을 의미한다. 하지만 그뿐만이 아니다. 성공적인 휴머노이드 로봇은 인간처럼 행동해야 하고, 인간과 비슷한 촉각과 시각을 갖추어야 하며, 인간처럼 주변 환경을 돌아다닐 수 있어야 하고, 심지어 정서적 유대감을 형성할 수 있어야 한다. ams OSRAM의 디지털 포토닉스 기술이 중요한 역할을 수행하는 대목이 바로 여기, 휴머노이드 로봇에 인간의 감수성을 불어넣는 과정이다. 욜 그룹(Yole Gr
노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor)의 nRF54L15 태그는 초저전력 자산 태그와 블루투스(Bluetooth®) 트래커, ‘애플 파인드 마이(Apple Find My)’ 및 ‘구글 파인드 허브(Google Find Hub)’ 호환 기기를 손쉽게 개발할 수 있도록 지원하는 배터리 기반 초소형 프로토타이핑 플랫폼이다. 노르딕의 초저전력 무선 nRF54L15 SoC를 기반으로 하는 nRF54L15 태그는 듀얼 안테나를 탑재하고 있어 구글 파인드 허브의 정밀 탐색(Precision Finding) 기능을 향상시키고, 블루투스 채널 사운딩(Channel Sounding) 기반 거리 측정 기능의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 다양한 센서가 통합되어 있어 엣지 AI 및 매터(Matter) 애플리케이션을 위한 프로토타이핑도 빠르게 수행할 수 있다. 이 글에서는 nRF54L15 태그의 주요 기능을 간략히 소개하고, 구글 파인드 허브와 애플 파인드 마이, 블루투스 채널 사운딩, 엣지 AI 및 매터를 비롯한 주요 애플리케이션을 살펴보도록 하겠다. 또한, nRF54L15 태그를 기반으로 구현할 수 있는 다양한 활용 사례와 태그의 추가 센서 및 버튼을 이용한
개요 이 글에서는 연속시간(CT) 시그마-델타 ADC의 동작 원리와 응용 분야를 설명하고, 이산시간(DT) 방식과 비교해 각각의 장점과 단점을 살펴본다. 또한 아나로그디바이스(Analog Devices)의 신호 체인 시뮬레이션 툴인 시그널 체인 디자이너(signal chain designer)를 활용해 다양한 사용 환경에서 CT 시그마-델타 ADC의 특성을 분석 및 평가한다. 머리말 시그마-델타 아날로그-디지털 컨버터(ADC)는 24비트 이상의 유효 비트 수(ENOB)를 손쉽게 구현할 수 있어 마이크로 신호를 정밀하게 측정하는 용도에 매우 적합하다. 이러한 ADC는 전자저울, 압력계, 산업용 온도 센서(예: 저항온도검출기(RTD) 및 열전대), 고음질 오디오 녹음 및 재생, 그리고 심전도(ECG)와 뇌파(EEG) 같은 생체 신호 모니터링 등 다양한 분야에 널리 사용되고 있다. SAR(successive approximation register) ADC나 파이프라인 ADC와 비교할 때, 기존의 시그마-델타 ADC는 속도를 희생하는 대신 정밀도를 높이기 위해 오버샘플링과 평균화가 필수인 구조를 채택하고 있어, 출력 데이터 속도가 제한될 수밖에 없었다. 그러나 연
액화수소 저장 탱크에 다공성 소재인 금속유기골격체(MOF)를 적용하면 액화수소 대비 약 97%의 체적용량을 유지하면서 수소가 증발해 모두 사라지는 데 걸리는 시간을 3배 이상 늘릴 수 있다는 연구 결과가 나왔다. UNIST 화학과 오현철 교수, 이화여대 문회리 교수, 독일 뮌헨공대 박지태 박사 연구팀은 MOF를 활용해 액화수소 운송·저장 과정의 증발 손실을 줄이는 기술을 흡착 실험과 모의실험으로 검증했다고 29일 밝혔다. MOF는 내부에 나노미터 크기의 초미세 기공이 빽빽하게 들어찬 합성물질이다. 연구팀은 MOF 기공 내부에 수소가 흡착되면 탱크에 열이 유입되더라도 액화수소가 기체로 빠져나가는 손실을 줄일 수 있다고 봤다. MOF 벽에 붙잡힌 수소가 떨어져 나오려면 추가적인 열이 필요해 외부에서 유입된 열의 일부가 이 과정에 사용되기 때문이다. 연구팀은 기공의 부피가 크고 구조가 단단하게 유지되는 ‘IRMOF-20’과 수소가 흡착되면 기공의 크기와 모양이 달라지는 ‘MIL-53’을 활용했다. 구조 차이가 수소 저장량과 수소가 빠져나오기 시작하는 온도에 미치는 영향을 비교하기 위해서다. IRMOF-20을 적용한 탱크의 모의실험 결과 이론상 저장할 수 있는 수소
UNIST 연구진이 빛 투과율 99.8%를 확보하고 반복적인 변형 후에도 2.5초 안에 원래 길이로 돌아오는 폴더블·롤러블 디스플레이용 광학용 투명점착제(OCA)를 개발했다. UNIST 에너지화학공학과 이동욱 교수팀은 옥수수 전분 성분인 ‘아이소소르비드’를 활용해 투명도와 복원력을 높인 광학용 투명점착제를 개발했다고 27일 밝혔다. 투명 점착제는 디스플레이의 보호유리와 터치센서, 패널 등을 서로 붙이는 데 사용된다. 점착제의 투명도와 복원력이 좋을수록 저전력으로 밝은 화면을 구현하고 디스플레이를 오래 사용할 수 있다. 연구팀은 점착제의 가교제를 새롭게 설계해 투명도와 복원력을 높였다. 가교제는 접착 고분자 사슬을 그물처럼 연결해 점착제가 쉽게 늘어지지 않도록 잡아주고, 변형된 뒤 원래 모양으로 돌아오게 하는 물질이다. 개발된 가교제를 적용한 점착제의 빛 투과율은 99.8%로 나타났다. 원래 길이보다 50% 늘어난 상태에서도 98.6%의 투과율을 유지했다. 투명 점착제는 늘어날 때 고분자 사슬 배열이 불균일해지면 빛이 산란돼 탁해질 수 있다. 복원력도 높였다. 원래 길이보다 20% 늘렸다가 놓는 과정을 100회 반복한 뒤에도 2.5초 안에 원래 길이로 돌아왔다
로봇이 낯선 공간에서 자신의 위치를 빠르게 파악하면서 주변 환경을 정밀한 3차원 지도로 만드는 인공지능(AI) 기술이 개발됐다. 기존 최고 수준 기술과 비교해 카메라 이동 경로 예측 오차를 최대 45.9% 줄였고, 위치 추정 결과를 내는 데 걸리는 시간은 0.197초로 단축했다. UNIST 인공지능대학원 주경돈 교수팀은 정확도와 속도를 동시에 높인 AI 슬램(Simultaneous Localization and Mapping) 기술 ‘유니심 슬램(UniSim-SLAM)’을 개발했다고 16일 밝혔다. AI 슬램은 로봇 등에 장착된 카메라 영상을 AI가 시점별로 분석해 주변 환경의 3차원 지도를 만들면서 지도 안에서 자신의 위치를 파악하는 기술이다. 카메라가 움직이면 화면 속 물체의 위치와 크기가 달라지는 점을 이용한다. 여러 시점의 화면을 함께 분석하면 더 정확한 위치 추정이 가능하지만 처리 시간이 길어진다는 문제가 있다. 이동 중인 로봇이나 자율주행차가 자신의 위치를 빠르게 파악해야 하는 상황에서는 속도와 정확도를 동시에 확보하기 어렵다. 연구팀이 개발한 유니심 슬램은 위치를 추적할 때 두 시점만 비교하는 방식을 사용하고, 누적된 오차를 보정할 때는 여러 시
AI 데이터센터에 연료전지로 전기를 공급하고 연료전지와 서버에서 발생하는 열을 이산화탄소 포집과 전기 생산에 재활용하면 기존 방식보다 총비용을 약 48%, 온실가스 배출량을 최대 72% 줄일 수 있다는 분석 결과가 나왔다. UNIST 탄소중립대학원 임한권 교수팀은 고체산화물 연료전지를 데이터센터의 전력원으로 사용하고 발전과 냉각 과정에서 발생하는 열을 재활용하는 통합 에너지 시스템을 고안해 경제성과 전 과정 온실가스 배출량을 분석한 결과 이같이 나타났다고 15일 밝혔다. 데이터센터는 수많은 서버를 24시간 가동하기 때문에 대규모 전력을 안정적으로 공급받아야 한다. 연구팀은 천연가스로 전기를 생산하는 고체산화물 연료전지(SOFC)를 데이터센터 인근에 설치해 전력을 직접 공급하는 방식을 적용했다. 필요한 용량만큼 모듈을 늘려 전력 수요 증가에도 대응할 수 있다. 연구팀이 제안한 통합 에너지 시스템은 연료전지에서 발생하는 열을 이산화탄소 포집에 활용한다. 고체산화물 연료전지는 발전 효율이 높은 대신 이산화탄소와 고온의 열을 배출하는데, 이산화탄소를 특수 액체로 흡수한 뒤 연료전지에서 나온 열로 액체를 가열해 이산화탄소를 분리하고 액체를 재사용하는 방식이다. 서버에
현 산업 현장에서 5G 셀룰러 연결은 산업 자동화 분야에 새로운 가능성을 제시하고 있다. 이 글은 산업 통신망에서 기대할 수 있는 개선 사항과, 장기적으로 6G와 같은 차세대 통신망이 어떤 기대를 충족할 수 있는지를 살펴보고자 한다. 또한 이러한 기술을 도입할 때 고려해야 할 단기적·장기적 요인을 이해하고, 기술의 활용 방식과 도입 목적에 따라 달라지는 몇 가지 주요 시사점을 정리하고자 한다. 아울러 현재 이러한 변화에 저항하는 분야는 어디인지, 반대로 이미 그 혜택을 누리고 있는 주체는 누구인지 파악하기 위해 5G 솔루션의 현황도 함께 살펴볼 것이다. 산업용 5G 기술 보급을 위해 3GPP를 지원하는 협력 조직인 5G-ACIA가 제시해 온 산업용 5G의 방향은, ACIA 설립 이후 오랜 기간 논의와 준비를 거쳐 왔다. 그렇다면 차세대 5G의 확산과 산업 통신망에서의 6G 기술은 앞으로 어떤 영향을 가져올 것으로 기대할 수 있을까? 릴리즈 16 릴리즈 16에는 산업 공간의 주요 원칙에 상당한 변화가 있었으며, 특히 URLLC 사양의 유연성을 강화하거나 늘려 더 많은 사용 사례에 적용할 수 있도록 했다. 릴리즈 15에서 기반이 되는 핵심 요소들이 추가되어 UR
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