산업용 사물 인터넷(IIoT) 장치는 일반적으로 데이터 감지 및 릴레이를 위한 간단한 게이트웨이 역할을 하며, 클라우드 연결을 통해 무거운 리프팅이나 다량의 수치 데이터를 처리한다. 오늘날 공장에서 사용되는 머신 비전 센서는 대량의 데이터를 계속해서 고속으로 생산한다. 이렇게 생산되는 많은 데이터를 처리하려면 어떤 새로운 솔루션이 필요할까? 로컬 컴퓨팅으로 소스에서 데이터 감소 체계를 지원해 데이터 처리 및 인라인 검사 속도를 높이는 ‘엣지 컴퓨팅’이 새로운 패러다임으로 떠오르고 있다. 1. 가속화된 데이터를 처리하는 방법은? 품질을 보장하고 자동화를 추진하며, 사용자 지정을 실현하기 위한 오늘날 공장에서는 생산 현장에서 직접 데이터를 생성하고 처리해야 한다. 제조업체들은 이런 자동화 프로세스뿐만 아니라 재구성·수요에 따라 고품질 제품을 생산하는 적시 프로세스를 추진하기 위해 정보 통신용 네트워크 스마트 장치의 4차 산업혁명 개념을 받아들이고 있다. 스마트 센서는 디지털화와 컴퓨팅이 ‘엣지(가장자리)’에서 이뤄지는 공장 생태계의 필수 요소다. 엣지 장치는 데이터 부하를 줄이고, 전자상거래 시스템에 실시간 정보를 제공하는 수준의 유의미한 결과를 보고한다. 조직
미래 기술을 선보이는 RobotBrag 전시회는 Danish Technological Institute(DTI)와 덴마크 로봇협회(DIRA)가 주최하는 행사로, 올해 76개의 회사와 3000명 이상의 관람객이 참석했다. DTI는 전시회에서 빈 픽킹 애플리케이션을 포함한 몇 가지 혁신적인 어플리케이션 전시를 통해 ‘로봇’이라는 단어의 100주년을 기념하고자 했다. DTI는 스칸디나비아의 기술을 이끌어 가는 대변자로써, 이번 전시회에서 기술력이 뛰어난 빈 픽킹 데모를 구성해 전시하기로 한 것이다. 이 데모에서 로봇이 세 개의 서로 다른 빈에서 물체를 선택해 출력 빈에 넣는 ‘주문 선택/주문 이행’ 어플리케이션을 시연하고자 했지만, 이 어플리케이션을 수행할 수 있는 3D 비전 기술이 필요했다. 또한 준비 기한은 3주밖에 남지 않았다. 3주 이내에 구축 과제, 해결해야 할 점들은? DTI는 3주라는 짧은 시간 안에 카메라, 비전 시스템을 찾아 빈 픽킹 데모를 구축해야 했다. 데모를 구축하기 위해 몇 가지 필요 조건이 있다. 첫째, 다양한 소재 등을 픽킹할 수 있는 정교함이다. 로봇은 작은 물체들과 큰 물체, 반짝이는 금속, 투명한 가방, 무광택의 검은 물체 등의 모
건국대는 KU융합과학기술원 전봉현 교수(시스템생명공학과)와 김동은 교수(융합생명공학과) 연구팀이 다양한 바이오마커를 한 번에 고감도로 검출할 수 있는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 해당 기술은 금 같은 귀금속 나노입자의 표면에 특정 분자를 흡착해 해당 분자의 라만 산란이 매우 증폭되는 ‘표면증강 라만산란(Surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)’을 이용했다. 이러한 SERS 신호는 나노입자의 구조 및 모양에 크게 영향을 받는다. 전 교수팀은 시드가 되는 작은 금 나노입자를 큰 실리카 나노입자에 먼저 도입하고, 이후 첨가되는 금 소스의 농도 제어를 통해 금 나노입자 간 갭 제어를 했다. 이를 통해 매우 강한 SERS 신호를 얻을 수 있는 나노구조체를 만들었다. 전 교수는 “나노 갭 제어된 금나노입자는 다양한 표적물질의 정량 고속 검출 시스템에 폭넓게 활용될 것으로 기대한다”며 “특히 이는 다양한 바이오마커를 동시에 고감도 분석할 수 있는 기술이기에 액체 생체검사 기반의 췌장암 조기진단 기술에 활용하는 연구를 수행 중”이라고 말했다. 이 논문은 나노과학 및 나노기술분야 국제 저명 학술지 ‘Journal of Nanobiot
세계 최고 수준의 국제학술지 ‘네이쳐 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)’에 게재 서울대학교 공과대학은 재료공학부 이태우 교수 연구팀이 차세대 발광 소재인 금속 할라이드 페로브스카이트를 이용해 세계 최고 효율의 대면적 발광 소자를 개발했다고 17일 밝혔다. 유기원소, 금속, 할로겐 원소로 구성된 페로브스카이트 발광체는 현재 디스플레이 소재로 사용 중인 양자점(Quantum dot)이나 유기 발광 소재보다 소재 비용이 저렴하고, 색 조절의 용이성 및 색순도가 뛰어나다는 장점이 있어 기존 발광소재를 대체하는 차세대 디스플레이 소재로 각광받고 있다. 특히 페로브스카이트 발광체는 현존하는 발광체 중에서 유일하게 초고선명 텔레비전(UHD-TV) 색표준인 REC. 2020을 만족하는 고색순도 발광 소재로 차세대 디스플레이 산업을 선도할 수 있을 것으로 기대된다. 이태우 교수는 페로브스카이트 발광 소재 및 소자 분야의 세계적인 전문가로서, 2014년에 세계 최초 상온에서 구동하는 가시광 영역 다색 발광 다이오드(LED)를 개발한 이후로, 2015년에는 세계 최초로 발광 효율 8.53%의 고효율 페로브스카이트 발광 소자를 사이언스(Science)지에 보
원자력연-세안에너텍, ‘방사능 깊이분포 현장측정 프로그램’ 개발 원자력발전소 내 핵심 설비들이 장기간 중성자 등에 노출되면, 일부는 방사성물질로 변한다. 이런 방사화 구조물들은 원전 해체 시 ‘방사성폐기물’로 별도 관리되는데, 200L 드럼당 1,500만 원 이상 비용이 소요된다. 방사화 구조물을 정확하게 구별해 방사성폐기물량을 절감하는 것이 중요한 이유다. 국내 연구진이 방사화 구조물의 오염 정도를 원전 해체 현장에서 바로 측정하는 기술 개발에 성공, 상용화에 나선다. 한국원자력연구원은 세안에너텍과 함께 ‘방사능 깊이분포 현장측정 프로그램’을 개발했다고 밝혔다. 이는 지난 3월 연구원이 기술 이전한 ‘방사화 구조물 방사능 연속분포 현장 측정 알고리즘’을 기반으로 한다. 세안에너텍은 2018년에 설립된 방사선 관리 전문기업으로 향후 폐기물관리 등 원전 해체시장에 진출할 계획이다. 원자로를 둘러싼 대형 구조물들은 성분과 중성자와의 거리에 따라 방사능 농도가 달라진다. 지금까지는 구조물에 직접 구멍을 뚫고 여러 깊이에서 시료를 채취했다. 시료를 실험실로 옮겨 단면별 방사능을 측정해야 하므로 비교적 오랜 시간이 걸렸다. 특히 원자로 주변 콘크리트 벽면의 경우, 중
DGIST 이성원, 장경인 교수팀, 일상생활에서 작은 인체의 움직임을 이용한 고효율 전기 발전장치 개발 성공 원격 의료 시스템의 필요성이 증가하면서, 전자피부형 센서에 장시간 지속적으로 에너지를 공급할 새로운 에너지원에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 진동과 압력, 외부충격 등을 가하여 전기에너지로 변환하는 원리의 발전 방식인 압전 에너지 발전은 친환경 에너지인 물리적 움직임에서 전기를 얻을 수 있다는 장점이 있어 주목받고 있다. 그러나 현재 제작되고 있는 압전 에너지 발전 소자는 성능의 극대화를 위해 몸에 유해한 물질인 PZT 등을 사용하고 있기에 실제 인체에 적용하기 위해서는 보호막을 이용해야 하므로 소자의 총 두께가 증가하게 된다. 소자가 두꺼우면 작은 인체의 움직임에 의해 변형되기 어려우며, 피부에서 분리되는 등 효율적인 에너지 수확이 불가능하다. 이런 가운데 DGIST는 화학물리학과 이성원 교수 연구팀이 생체친화적 물질을 사용하여 소자 두께를 최소화하여 눈 깜빡임 등의 인체의 작은 움직임에서 효율적으로 전기 에너지를 얻는 데에 성공했다고 발표했다. DGIST 이성원 교수팀은 약 4마이크로미터의 초박막 형태로 압전 발전 소자를 제작, 착용자가
서울대 연구진, 국제학술지 '핵산연구' 게재…학부생이 개발 주도 서울대학교 교수들과 학부생들이 질병 치료에 중요한 유전자를 발굴하는 인공지능(AI) 알고리즘을 개발했다. 11일 서울대는 의과대학 한범·정기훈 교수팀이 세포 분류를 선행하지 않고 신약개발 타깃 '마커 유전자'를 효율적으로 발굴할 수 있는 AI 알고리즘 '마르코폴로'를 개발했다고 전했다. 이번 연구는 미국 워싱턴대에서 컴퓨터공학 박사과정을 밟고 있는 김찬우 씨와 서울대 의대 학부생 이한빈 씨가 주도해 공동 제1 저자로 이름을 올렸다. 김씨는 연구 진행 당시 서울대 전기정보공학부에 재학 중이었다. 질병의 발병 기전을 연구하고 신약 개발을 하려면 치료 타깃이 될 수 있는 세포 종류와 '마커 유전자'를 발굴해야 하는데, 이를 발굴하는 데에는 '단일세포 RNA 시퀀싱 기술'이 쓰인다. 이 기술은 세포 하나하나의 유전자 발현량을 개별적으로 측정해 희귀 세포 등 특정 세포군을 분류하고, 특정 세포 종류에서만 발현되는 핵심 마커 유전자를 발굴할 수 있게 한다. 하지만 사람이 세포 종류를 클러스터링해 분류하는 선행 과정에서 주관적 요소가 크게 개입해 정확성이 떨어진다는 문제가 있었다. 연구진은 인간이 수동적으로
세계 최고 효율, 전기로 이산화탄소를 일산화탄소로 전환하는 기술 개발 전류 90% 이상 이산화탄소 분해 및 환원에 사용돼 부산물 감소 효과 LG화학이 한국과학기술연구원(KIST)과 공기 중 이산화탄소로 플라스틱 원료를 만드는 기술을 개발하고 상용화의 발판을 마련했다. LG화학은 9일 KIST와 공동연구를 통해 이산화탄소(CO₂)를 일산화탄소(CO)로 전환하는 효율을 세계 최고 수준으로 높일 수 있는 전기화학 전환 반응기를 개발했다고 밝혔다. 일산화탄소는 합성가스, 메탄올 등 대체 연료와 플라스틱을 비롯한 다양한 화학 원료를 생산하는데 필요한 고부가 물질이다. 전기화학적 전환 기술은 전기를 이용해 이산화탄소를 일산화탄소 등 부가가치가 높은 탄소화합물로 전환하는 기술이다. 온실가스 감축을 통해 환경 문제를 해결함과 동시에 대기 중에 풍부하게 존재하는 이산화탄소를 원료로 사용할 수 있어 탄소 중립 실현에 필수적이다. LG화학과 KIST가 이번에 개발한 반응기는 일산화탄소 뿐만 아니라 각종 연료 및 화합물의 원료인 합성가스(Syngas)도 만들 수 있다. 일산화탄소와 수소의 비율을 전압 조절로 손쉽게 제어해 다양한 종류의 합성가스 제조가 가능한 것은 물론 기술 확장
포항공과대학교 노준석 교수팀, 근적외선 영역에서 최고 효율의 광스핀홀 효과 구현 광스핀홀 효과란 빛이 굴절할 때 입사 평면에 수직인 방향으로 빛이 이동하는 현상을 말한다. 경계면에 대한 정보를 담고 있어 정밀 측정의 기반 기술로 각광을 받고 있다. 포항공과대학교(포스텍)는 기계공학과·화학공학과 노준석 교수·기계공학과 김민경 박사·통합과정 양영환 씨 연구팀이 연세대 미래캠퍼스 의공학부 이다솔 교수와 함께 근적외선 영역대에서 효율이 높은 광스핀홀 효과를 처음으로 구현, 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 최근 발표했다고 밝혔다. 빛이 경계면에서 투과하거나 반사하면 두 갈래로 갈라지는데, 광스핀홀 효과를 증가시키고자 할수록 투과하거나 반사하는 빛의 세기가 약해지며 효율이 낮아졌다. 효율을 높이고자 하는 연구가 진행된 바 있으나 3차원의 복잡한 형상이 필요한 데다가 이를 제작할 수 있는 공정이 없었다. 작동 영역도 파장이 비교적 긴 마이크로웨이브 영역으로 한정돼 있었다. 연구팀은 빛의 경로를 자유자재로 바꿀 수 있는 메타표면으로 파장이 800나노미터(nm, 1nm=10억분의 1m)인 근적외선 영역에서 광스핀홀 효과를 구현
인플루엔자, 코로나19 제거 실험 결과 각 99.9%, 99% 사멸, 2차 오염도 원천 차단 기존 헤파필터 제작 공정 적용과 환기장치의 구조 변경 없이 적용 가능 계절을 가리지 않는 미세먼지와 코로나19로 인해 실내 머무는 공간이 길어짐에 따라 효과적인 실내 환기에 관심이 높아지고 있다. 이러한 가운데 국내 연구진이 공기질 개선은 물론 바이러스까지 제거할 수 있는 기술을 개발해 기업에 이전하고 사업화를 앞두고 있어 눈길을 끌고 있다. 한국에너지기술연구원 에너지ICT융합연구단은 광열효과 기반 헤파필터를 개발했다. 연구팀은 최초로 광열효과 기반 필터를 이용해 포집된 코로나와 같은 바이러스, 세균을 99.9% 사멸시키고, 포집된 필터에서 발생 가능한 바이러스의 2차 증식을 원천적으로 막을 수 있다고 밝혔다. 실내외에서 유입, 발생하는 미세먼지, 바이러스 등 각종 유해물질들로 인해 이 모든 것을 해결할 수 있는 공기청정기 및 열회수환기장치에 대한 수요가 높아지고 있다. 그런데 공기정화 시스템에 설치된 헤파필터는 오염물질이 쌓이면서 곰팡이, 세균, 바이러스가 서식할 수 있는 유리한 환경을 만들어 다시금 실내로 확산돼 2차 오염을 유발할 수 있다. 2차 오염을 막기 위
와이드 밴드갭 반도체의 우수성 클라우드 기반 인터넷 서비스, 인공지능, 암호화폐 같은 기술이 부상하면서 데이터센터의 처리 성능에 대한 요구가 크게 증가하고 있다. 거기에 전기 요금이 인상되고 부동산 비용이 증가함에 따라 데이터 센터의 전반적인 비용을 낮추기 위해 고도로 효율적이면서 콤팩트한 서버 전원장치가 필요하게 됐다. 이러한 새로운 전원장치를 사용해 서버의 전력 소비를 낮출 뿐 아니라 동시에 열 발생을 줄임으로써 냉각에 필요로 하는 이차 비용을 줄인다. 이 글에서는 와이드 밴드갭 반도체가 실리콘(Si) 기술과 비교해 성능 상으로 어떻게 유리하고 서버 전원장치에 WBG를 어떻게 활용할 수 있는지 설명한다. 최적화 결과를 통해 WBG 기반 전력 디바이스를 채택한 디자인이 효율과 전력 밀도 면에서 어떻게 더 우수한지 설명한다. WBG와 Si 기술 비교 WBG 반도체는 훨씬 더 우수한 FOM(figure of merit)을 제공한다. 그렇다면 WBG 반도체를 채택한 시스템 솔루션이 전력 밀도와 효율 면에서 얼마나 더 우수할까? 이 질문에 대답하기 위해서는 먼저 WBG 반도체의 기본적인 특성을 이해하는 것이 필요하다. SiC와 GaN의 가장 큰 특징은 역회복 전하
PoE와 VLC의 결합 안전하고 효율적으로 90W 이상의 전력을 제공하는 이더넷 전원 장치(PoE)는 커넥티드 조명 시스템의 주요 성장 동력으로 자리 잡았다. 이를 가시광선 통신(VLC)의 장점과 결합하면, 특정 애플리케이션 분야에서 RF 기반 솔루션보다 더 나은 성능을 제공하는 안전한 고성능 실내 위치 확인 시스템을 개발할 수 있다. 이 글에서는 이더넷 전원장치가 어떻게 발전해 산업용 조명에 적합한 솔루션이 됐는지 살펴보고, 시스템에 VLC 기술을 추가해 위치 확인 기능을 구현하는 방법에 대해 알아본다. PoE 표준(IEEE 802.3xx) PoE 표준은 중앙 허브에서 저전력 주변기기에 전력을 공급하기 위해 개발됐으며, 건물에서 주 전원을 공급하는데 관련된 복잡성, 비용, 규정 준수에 대한 문제를 제거하도록 개발됐다. 다른 많은 표준과 마찬가지로 IEEE 802.3xx PoE 표준은 수년에 걸쳐 발전해 왔으며, 구현될 때마다 더 강화된 기능과 성능을 제공한다. 첫 번째 표준인 IEEE 802.3af는 2003년에 시작됐으며 IP 전화, 액세스 포인트, 센서와 같은 장치에 15.4W의 전력을 제공했다. 사실상 케이블 손실로 인해 각 주변기기에서 사용 가능한
강조되는 보안 기능 산업 애플리케이션 분야에는 무선 연결에 대한 명백한 수요가 있다. 이러한 수요는 무선주파수와 소프트웨어 정의 디지털 제어를 무선 마이크로컨트롤러(MCU)의 형태로 결합한 첨단 통합 솔루션으로 충족되고 있다. 시중의 무선 MCU 수가 증가하는 가운데, 각 디바이스 제조업체들 간의 차이는 더욱 분명해지고 있다. 이들은 무선주파수가 제공하는 연결성을 필요로 하지만, 모든 수준에서 보안이 필요한 것도 잘 알고 있다. 최근까지도 보안이 항상 표준으로 포함돼온 것은 아니며, 현재 사용 중이고 새로운 설계에 채택되는 상당수의 무선 MCU가 최신 솔루션의 보안 수준을 제공하지 않을 수도 있다. 반도체 제조업체와 IP 제공업체는 공동으로 경험을 공유하고 잠재적인 공격 벡터를 발견함으로써 매 순간마다 보안에 대해 더 많은 것을 배운다. 새로운 사이버 위협에 대한 끊임없는 투쟁을 고려하면, 오늘날 구성된 모든 플랫폼은 미래에 어떻게 보호 기능을 제공할지 고민해야 한다. 이를 위해 안전한 FOTA(Firmware-over-The Air) 업데이트를 지원하는 강력한 기반이 필요하다. 여기에 완전히 통합된 무선주파수를 추가하면 보안에 도움이 될 수 있지만, 동시에
ADAS 기술의 보급화 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)은 자동차를 안전하고 스마트하게 만들어 자동차 제조업체가 사고 없는 미래 비전을 실현하도록 해준다. 구현하기 쉽고 효율적인 ADAS를 구축하도록 자동차 제조업체에 힘을 실어주면 자동차 안전 기능이 차량에서 주류가 되고 저렴해진다. 사고는 1초 만에 벌어진다. 주행 중 문자 메시지를 확인하거나 뒷좌석에 앉은 아이를 확인하다 도로에 집중하지 못하는 사이에 전방에 급정차한 차량 방향으로 몇 십 미터를 미끄러지듯 돌진하다 멈춰서는 경우가 있다. 또는 자동 비상 제동 시스템이 전방의 장애물을 감지하지 못해서 밀리미터 초 이내에 브레이크를 작동해야 하는 상황이 발생할 수도 있다. 완전 자율주행 자동차는 여전히 미래의 이야기일 수 있지만 자동차의 자동화 기능이 안전에 미치는 영향은 오늘날 모두가 체감 중이다. ADAS를 차량에 적용하는 것이 저렴해지고 많은 모델에서 주류가 됨에 따라, 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC) 또는 사각지대 모니터링 기능과 같이 과거에는 고급형 추가 옵션 기능으로 간주됐던 안전 기능이 점차 표준으로 적용되고 있다. Jacinto 프로세서의 총괄 책임자인 커트 무어(Curt Moore)는 “일
수소·연료전지연구센터 유성종 박사팀, 경희대·강원대와 공동 연구 국내 연구진이 연료전지의 촉매로 사용할 수 있는 고(高)내구성 단원자 코발트 촉매를 스프레이 열분해법을 이용해 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST)은 수소·연료전지연구센터 유성종 박사 연구팀이 경희대학교 김진수 교수, 강원대학교 임형규 교수 연구팀과 함께 기존 코발트 나노입자 형태 촉매보다 성능과 안전성이 개선된 단원자 코발트 촉매를 제조하는 데 성공했다고 1일 밝혔다. 연료전지에 들어가는 백금 촉매는 가격이 비싸기 때문에 연구 현장에서는 이를 대체하기 위한 철, 코발트 등 비귀금속계 촉매를 개발하려는 시도가 이뤄지고 있으나, 성능과 안정성이 아직 백금 촉매에 미치지 못하고 있다. 기존 백금 촉매를 만드는 과정에서 발생하는 금속의 뭉침 현상, 낮은 비표면적 등을 해결하기 위해 나온 단원자 촉매(원자 단위의 촉매 활성 부위 조절을 위해 제조된 촉매 소재) 공정 개발의 필요성도 제기돼 왔다. 연구진은 이런 문제들을 해결하고자 공업용 가습기를 이용한 스프레이 열분해법을 단원자 촉매 제조에 적용했다. 스프레이 열분해법은 액적(droplet)을 빠르게 열처리해 방울 모양의 입자를 얻는 방법이다. 이를