헬로티 김진희 기자 | 국내 연구진이 리튬 배터리의 용량을 최대 2.6배까지 늘릴 수 있는 신개념 전처리 용액을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST)은 에너지저장연구센터 이민아 박사, 에너지소재연구센터 홍지현 박사, 수소·연료전지연구센터 정향수 박사 공동연구팀이 리튬 배터리의 흑연·실리콘 복합 음극 제작과정에 활용할 수 있는 전처리 용액을 개발해 기존 대비 2.6배 이상의 용량을 갖는 음극 소재를 제작하는 데 성공했다고 15일 밝혔다. 우리가 사용하는 전자 기기는 배터리 완충 시 배터리 충전량이 100%로 표시되지만, 이는 사실 최대로 저장할 수 있는 에너지 중 10∼30%가 사라진 수치다. 배터리의 생산·안정화 공정에서 처음으로 충전할 때 리튬 이온의 일정량이 영구적으로 손실되기 때문이다. 이 때문에 리튬 이온의 초기 손실을 막아내는 것은 스마트폰의 사용 시간이나 전기차의 주행거리를 획기적으로 늘리기 위한 핵심 기술로 평가받는다. 연구팀은 용액 내 분자들의 상호 작용 세기를 조절하는 방식으로 전처리 용액을 개발해 차세대 음극 소재로 주목받는 흑연·실리콘 복합 음극을 담가 안정적으로 손실될 리튬을 공급할 수 있게 했다. 연구팀은 "흑연·실리콘 전극을 해당
헬로티 서재창 기자 | ST마이크로일렉트로닉스(이하 ST)가 BlueNRG SoC(System-on-Chip) 제품군 전용으로 무료 통합개발환경인 와이즈 스튜디오를 출시해 최신 블루투스 기술을 활용하는 스마트 커넥티드 장치의 설계를 가속화한다. 이 새로운 IDE는 즉시 구현 가능한 방대한 예제 목록과 사용이 편리한 맞춤형 개발환경을 제공해 전문가뿐 아니라 경험이 없는 사용자 모두 신속하게 프로젝트를 시작하도록 지원한다. 개발자는 애플리케이션 및 시제품을 학습, 탐색, 구현하는 와이즈 스튜디오를 이용해 ST의 주력 제품인 BlueNRG-LP SoC와 같은 디바이스에서 제공되는 강력한 블루투스 LE 5.2 기능을 활용할 수 있다. 여기에는 더 빠른 데이터 전송을 위한 2Mbps의 무선, 장거리 통신, 다중 동시 연결, 메시 네트워킹 기능 등이 있으며, 이 모든 기능이 최저 18µA/MHz에 이르는 매우 낮은 동적 에너지를 소비해 배터리 수명을 연장해준다. 와이즈 스튜디오로 ST BlueNRG SDK 패키지를 원활하게 통합하며, 몇 번의 클릭만으로 전체 작업 환경을 무료로 설치할 수 있다. 이 IDE는 단 몇 초 만에 포괄적인 워크스페이스를 제공하는데, ST의 블
헬로티 함수미 기자 | 국내 연구진이 지난해 새로운 전고체(All-Solid-State) 이차전지용 음극 구조를 개발한 데 이어 양극 구조까지 개발하는 데 성공했다. 본 기술은 안전하면서도 성능이 높은 전고체 이차전지를 구현하는 데 큰 도움이 될 전망이다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 고체 전해질 없이 활물질로 이황화티타늄(TiS2)만을 사용해 양극을 구성하는 새로운 전극 구조를 개발했다고 밝혔다. 본 성과는 지난달 '에너지 스토리지 머티리얼즈' 학술지에 온라인으로 등재되며 우수성을 입증받았다. 전고체 이차전지는 배터리에서 이온을 전달하는 전해질로 고체를 적용한 차세대 전지다. 고체 전해질은 가연성이 있는 액체 전해질보다 화재로부터 안전하다. 또한, 리튬이온전지에서는 구현이 불가한 바이폴라형 이차전지를 만들 수 있어 에너지 밀도 향상에도 유리하다. 전고체 이차전지의 양극은 주로 전자 전도를 담당하는 도전재, 이온 전도를 담당하는 고체 전해질, 에너지 저장을 담당하는 활물질, 그리고 이들을 물리적, 화학적으로 잡아주는 바인더로 구성된다. 전극 안에서 리튬이온이 원활하게 이동하도록 만들기 위해서는 고체 전해질이 꼭 필요했다. 하지만 고체 전해질 구성비가 늘어나
헬로티 김진희 기자 | 가볍고 잘 휘어 사용자와 전자기기간 인터페이스의 질을 좌우하는 핵심소재로 꼽히는 판상형 반도체 물질, 그 가운데 하나인 이황화 몰리브덴을 손바닥 크기 대면적으로 합성하고 이를 적용해 만든 민감도 높은 이미지센서가 소개됐다. 이황화 몰리브덴(MoS2)은 2차원 나노판상 구조의 반도체 물질. 원자 한 층 두께로 유연하고 투명하며 전기적·광학적 특성이 우수한 전이금속 칼코젠 화합물 가운데 하나이다. 그래핀에 이은 판상형 반도체 물질로 주목받고 있다. 이미지센서는 반도체 소자 제조기술을 이용하여 빛을 전기적 신호로 변환해주는 소자. 자율주행, 지문인식 보안칩, 의료기기, 로봇 인터페이스 등에 널리 쓰이고 있다. 한국연구재단은 성균관대학교 김선국 교수 연구팀이 2차원 반도체 물질 이황화 몰리브덴의 다결정 대면적 성장기술에 기반, 능동이미지센서 어레이 시스템을 선보였다고 밝혔다. 균일한 대면적 이황화 몰리브덴 합성법과 실제 전자소자나 광전자소자로의 구현을 위한 연구가 활발한 가운데, 연구팀은 상용 반도체 증착장비를 이용할 수 있는 합성법으로 만든 이황화 몰리브덴 기판으로 기존보다 민감도를 100배 가량 높인 이미지센서를 제작했다. 연구팀은 물리적
헬로티 서재창 기자 | 트랜스듀서에 인터페이스할 때, 계측 증폭기(instrumentation amplifier, 이하 IA)는 유용하면서 폭 넓게 사용할 수 있지만, 가변 이득 IA나 프로그래머블 이득 계측 증폭기(PGIA), 또는 문자 그대로 소프트웨어 프로그래머블 이득 증폭기(SPGA)라고 하는 것을 설계하기는 만만치 않게 까다롭다. 후만 하셰미(Hooman Hashemi) 아나로그디바이스 제품 애플리케이션 엔지니어 머리말 PGIA 같은 디바이스가 필요한 이유는 다양한 센서 또는 환경 조건에 따라서 회로를 조정해야 하는 경우가 종종 생기기 때문이다. 이득이 고정적이면 시스템 설계자가 SNR때문에 애를 먹을 수 있는데, SNR은 정밀도에 영향을 줄 수 있다. 아나로그디바이스(이하 ADI)의 기술원고 ‘나에게 꼭 맞는 프로그래머블 이득 계측 증폭기 선택 요령’에서는 정확하고도 안정적인 PGIA를 달성하기 위한 해결 과제와 유용한 기법에 대해 설명한다. 이 글에서는 새로운 계측 증폭기를 사용해서 정밀한 PGIA를 구현하는 데 필요한 외부 소자 값들을 신속하게 계산할 수 있는 또 다른 방법에 대해 소개한다. 새로운 계측 증폭기 아키텍처 그림 1은 통상적인 계측
헬로티 김진희 기자 | 국내 연구팀이 상용 3D 프린터로 제작한 탄소나노복합체를 이용해 다축 압력 및 온도 측정이 가능한 센서를 개발했다. 기존 탄소나노복합체가 갖는 단점들을 극복한 이번 연구 결과는 향후 웨어러블 분야 및 다양한 로봇분야에 적용 가능할 것으로 기대된다. 최근 다양한 기능성 소재를 활용한 센서 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도 탄소나노복합체는 유연성 필요한 센서에 적용 가능한 소재로 차세대 센서소재로 각광받고 있지만 복잡한 공정과정에 고가의 생산 장비가 필요한 단점이 있다. 또한 소재가 갖는 높은 민감도에도 불구하고 압력을 측정하는 범위가 좁아, 이를 개선하기 위한 연구도 지속적으로 진행되고 있는 상황이다. 이에 DGIST 로봇공학전공 김회준 교수팀은 먼저 제작이 까다롭던 탄소나노복합체를 손쉽게 만들 수 있는 3D 프린터 필라멘트를 개발했다. 그리고 김회준 교수팀은 개발한 필라멘트를 이용해 제작이 까다롭던 탄소나노튜브 기반의 복합체를 기존보다 더 빠르고 저렴하게 제작하는데 성공했다. 이후 연구팀은 제작된 탄소나노복합체를 활용해 기존의 단점을 보완한 새로운 센서를 개발했다. 개발된 센서는 압력을 측정하는 압력축을 여러 개로 늘려
이송현 에디터, 마이로봇솔루션 | 벌써 찾아온 로봇vs로봇, 오늘로 벌써 3회째이다. 지난 회에는 로봇팔로 부품을 ‘직접 집어서’ 날라주는 모바일 매니퓰레이터 로봇을 비교했다. 모바일매니퓰레이터는 로봇팔(ARM)도 있고 다리(AMR)도 있는 이송로봇으로 완전 무인화의 첫걸음을 열었던 로봇이었다. 오늘 소개할 로봇은 그보다 좀 더 진화된 형태이다. ‘3D비전’이 로봇의 눈이 되어 아무리 여러 가지 물건들이 뒤죽박죽 섞여있어도 정확하게 집어서 옮길 수 있다. 3D 비전 기술이 로봇자동화 공정에 등장하기 전에는 로봇이 쉽게 일할 수 있는 작업 조건을 맞추기 위해 주변 기기와 사전작업이 꼭 필요했다. 하지만 이제는 제품이 정렬되어있지 않아도, 다른 종류의 제품이 섞여 있더라도 로봇이 직접 구분하고 작업할 수 있다. 중간에 제품이 변경되더라도 걱정 없이! 3D 비전으로 물체를 인식하고 무작위의 물체를 집는 로봇자동화 적용사례를 살펴보겠다. 1. 현대 HS210E와 Pickit 3D를 활용한 차체 프레임 빈피킹 먼저 현대로보틱스의 솔루션은 현대 HS210E와 Pickit 3D를 활용한 차체 프레임 빈피킹 공정이다. 다양한 형태를 가진 차체 프레임을 정확히 피킹할 수 있
헬로티 조상록 기자 | 인천 연료전지 발전소 준공식이 오늘 열렸다. 발전은 지난 6월부터 시작했다. 인천 연료전지 발전소는 발전사인 한국수력원자력, 도시가스 공급사인 삼천리와 두산건설이 함께 추진해 온 사업으로, 2019년 11월부터 약 18개월에 걸쳐 건설이 완료되었다. ㆍ시설용량 : 39.6MW ㆍ연간 전력 생산 : 3억2,000만kWh(약 8.7만 가구가 사용) ㆍ연간 열 생산 : 16만4,000Gcal(약 2.6만 가구가 사용) ㆍ공급 지역 : 인천 동구 등의 주변 대규모 주거지 인천 연료전지 발전소는 어떻게 가동되나? 연료전지는 물의 전기분해를 역이용하는 원리로 전기를 발생시킨다. 물을 전기분해할 때 수소와 산소가 발생되는데, 반대로 수소와 산소를 화학반응시키면 전기, 물, 열이 발생한다. 연료전지의 전기 발생 과정은, ①LNG를 수증기와 반응하여 수소를 전환시킨다. 다음으로 ②수소와 산소의 전기화학 반응으로 직류 전기를 생산한다. 끝으로 ③전력변환장치를 통하여 직류 전기를 교류 전기로 변환한다. 연료전지 발전소는 기존 발전소 방식보다 효율적이다. 기존 발전소는 연료 에너지를 수증기로 바꾼 다음 터빈을 돌려 전력을 생산하는 구조인데, 연료전지 발전소
헬로티 함수미 기자 | 고려대학교 KU-KIST융합대학원 윤영수 교수 연구팀이 리튬이차전지의 용량과 안정성을 모두 확보하는 연구 결과를 내놓았다고 밝혔다. 연구팀은 차세대 리튬금속전지의 음극용 소재로 주목받고 있는 2차원 신소재 맥신(MXene) 표면에서 리튬 금속 핵생성과 성장 메커니즘을 관찰했다. 고체상 전극-전해질 계면에서 균일한 리튬 증착 메커니즘 규명을 통해 기존 리튬이온전지의 10배 이상 높은 용량을 확보하면서도 안정성 또한 확보했다. 웨어러블, 전기차, 지능형 로봇 등의 첨단 전자 기기는 우리의 일상생활에 깊숙이 들어와 있다. 향후 사물인터넷과 빅데이터 등을 통해 인공지능과 연결되어 더욱 활용도가 높아질 전망이다. 이러한 첨단 시스템을 구축하는 과정에서 고용량의 전지 등 전력원을 개발하고 확보하는 것이 필수적이다. 현재 전력원으로 널리 사용되고 있는 리튬이온 배터리는 높은 에너지 효율과 우수한 물리화학적 안정성을 가질 뿐만 아니라 높은 에너지 밀도를 가지고 있다. 그러나 점점 활용도가 높아지는 최신 전자기기들은 현재 시스템보다 훨씬 더 높은 에너지 및 전력을 필요로 한다. 기존의 리튬이온전지는 흑연과 같은 무거운 재료를 포함해 높은 전력을 확보하
나시자키 타케오, 모리머시너리 FA사업부 제조기술과 팩토리 오토메이션(FA)이란 글자 그대로 ‘공장 자동화’를 말한다. 공장에서 제품이 제조되는 공정에는 수주, 생산, 출하와 같은 일련의 흐름이 있는데, 시대의 진전과 함께 공장에 도입되는 테크놀로지도 변화해 왔다. 최근에는 ICT, IoT, AI 등의 기술 발전과 함께 인더스트리4.0, 이른바 ‘제4차 산업혁명’이 강조되고 있으며, FA화에도 새로운 물결이 밀려오고 있다. IoT 센서와 네트워크 기술의 연계로 공작기계나 산업용 로봇 등이 네트워크로 연결되고, 공장 현장의 데이터를 자동적으로 수집할 수 있게 됐다. 또한, 하나의 공장을 넘어 사내외의 여러 공장과도 연계가 이루어지고 있다. 이번에 소개하는 AI 툴 소믈리에는 머시닝 툴 매니지먼트 시스템의 핵심이 되는 장치, 툴 스토커에 AI에 의한 절삭공구의 수명 판정 기능을 탑재한 장치이다. 기존에는 기계가공 기능사 자격자가 하고 있던 공구 마모 판정을 AI 툴 소믈리에가 자동 판별, 공구 수명을 포함한 라이브러리를 구축해 정보의 일원화가 가능해진다. 이하에 개발 배경과 그 활용 방법을 소개한다. 툴 소믈리에의 개발(2019년 판매 시작) (그림 1) 이 설
이송현 에디터, 마이로봇솔루션 리프트 타입이 ’떠서 날라주는‘ 작업을 수행했다면 이번에는 로봇팔로 부품을 ’직접 집어서‘ 날라주는 작업을 수행한다. 두 사례 모두 작업물이나 부품을 옮기는 데에 사용되지만 어떤 작업물을 옮길 것인지, 또는 포장 형태나 이동 단위에 따라 선택하면 된다. 즉, 집고 내려놓는 과정이 좀 더 정교해지는 개념이라고 이해하면 되겠다. 오늘 소개할 포테닛과 두 번째 테크플로어 사례에서도 모두 사용된 ‘모바일 매니퓰레이터’는 다리(AMR)도 있고 팔(ARM)도 있는 로봇이라서 유연하게 작업할 수 있는 완전 무인화의 첫걸음과 같다. 하지만 기둥에 붙어 일하던 팔, ARM은 반복정밀도가 0.01~1mm 수준인 반면에 다리인 AMR은 이리저리 움직이다 보니 정지위치정밀도의 오차가 10~50mm 정도로 발생한다. 이 둘을 합쳐서 잘 활용하려면 AMR의 정지위치정밀도를 보상할 수 있는 추가적인 로직이 필요하다. 그래서 이 솔루션들을 보면 로봇팔(ARM)의 끝단에 달린 비전 카메라를 통해 물품을 집고 내려놓기 전에 위치 확인을 한 번 더 한다. 포테닛 모바일 매니퓰레이터 + 5G 연동을 활용한 가공품 이송 먼저 이 포테닛의 솔루션은 5G를 활용해 떨어
[헬로티] 5G는 대규모 연결성을 제공하고 만물 인터넷(internet of everything)에 영향을 미칠 것이다. 많은 제조 기업들이 네트워크 신뢰성을 향상시키고 더 많은, 그리고 보다 향상된 산업용 사물인터넷(IIoT) 활용 사례를 구현하기 위해서 5G로 눈을 돌리고 있다. 기업들과 기술 리더들이 손잡고 자신들의 비즈니스에 가장 유익한 신기술 활용 사례를 모색 중이기 때문에, 이들의 향후 로드맵 전개에 도움을 줄 수 있는 파트너들의 참여도 크게 늘어날 것이다. 여기서는 지난 호에 이어 산업용 연결성 현황에 대한 ADI-포레스터 컨설팅 조사보고서 내용을 소개한다. 매끄러운 연결성은 혁신이라는 바퀴에 윤활유 역할을 한다 성숙도에 상관없이, 모든 기업들이 5G 도입 등을 통해 네트워크 신뢰성을 향상시키고 기존 클라우드 인프라를 더 잘 활용할 수 있기를 원하는 것으로 나타났다. 또한, 높은 성숙도와 중간 성숙도 기업들 중 각각 66% 및 54%에 해당하는 많은 기업들은 네트워크 신뢰성 향상이 보안성 면에서도 유익할 것으로 기대하고 있다(질문 1). 5G 연결성의 무엇보다 혁신적인 점은, 낮은 지연시간을 달성한다는 점이다. 클라우드 컴퓨팅을 포함한 기존 패러
조익영 전무, ODVA KOREA 세계의 벤더나 메이커들이 ODVA 회원으로 왜 가입을 하려고 할까? ODVA는 설립 초기인 1965년에 협회 이름을 개방-디바이스넷제조업협회(Open -DeviceNet Vendor Association)로 정했다. 지금은 ODVA의 이름이 ‘ODVA Inc.’로 바뀌었다. 그렇지만 초창기 설립 취지의 정신은 그대로 이어가고 있다. 즉, 개방적이고 상호운용성(interoperability)을 갖는 정보 및 통신 기술을 산업 자동화 전 분야에서 발전시키는 목적으로 ODVA가 설립되었으므로 ODVA는 인증에 매우 신중하고 민감하게 접근하고 있다. 본 문건은 설명문을 “EtherNet/IP 적합성테스트(CT/Conformance Testing)란 제품 개발 시 고속도로에 진입할 때 편리하게 이용하는 램프(Ramp)와 같은 역할을 하는 시험이다”라고 붙였다. ODVA는 미디어의 독립 네트워크 프로토콜인 공통 산업 프로토콜(Common Industrial Protocol) 또는 ODVA의 5대 프로토콜인 EtherNet/IP, CIP Safety, DeviceNet, CompoNet, ControlNet 중 IoT와 스마트 기술이 핵
헬로티 임근난 기자 | 와인이 담긴 잔을 흔든 다음 그대로 두면 얇은 막이 형성되어 와인이 눈물같이 밑으로 흘러내리는데 이것을 '와인의 눈물' 또는 '마랑고니 효과' 라고 한다. 이는 물과 알코올처럼 서로 다른 표면장력을 가진 액체들이 만날 때 즉시 혼합이 이뤄지는 것이 아니라 일정 시간이 소요되기 때문에 생겨나는 현상이다. 지금까지 유기반도체 인쇄 공정에서 마랑고니 효과는 인쇄 시간을 지연하고 품질을 떨어뜨리는 것으로 지적됐지만 이것을 역이용하여 빠른 속도록 대면적에 인쇄할 수 있는 기술이 개발됐다. 화학공학과 조길원 교수, 이선백 박사 연구팀은 성균관대학교 나노과학기술학과 강보석 교수와 함께 인쇄전자 소자용 유기반도체 단결정 박막을 코팅하는 대면적 인쇄 공정 기술 개발에 성공했다. 마랑고니 효과란 물방울이 마르면서 액체 속 입자들이 바깥쪽으로 집중되어 진한 얼룩을 남기는 현상을 말하는데, 연구팀은 용매에 마랑고니 흐름의 방향을 제어하는 첨가제를 넣어 박막 코팅을 할 때 유기반도체 분자들이 효과적으로 공급되어 자기 조립될 수 있도록 했다. 이때 유기반도체 결정체의 과포화 상태가 지속되어 연속적인 단결정 박막을 제작할 수 있었다. 연구팀이 개발한 인쇄 공정
헬로티 이동재 기자 | 국내 연구진이 소리가 나는 곳의 위치와 크기를 정확하게 시각화할 수 있는 인공지능 기술을 개발했다. 이번 기술은 기존보다 10배 이상 정확하며, 연산시간은 10분의 1 수준이다. KRISS-포스텍 공동연구팀은 소리의 위치와 크기를 이미지로 변환하는 인공지능(AI) 기술을 개발하고 지도처럼 시각화해 쉽게 위치를 파악할 수 있도록 했다. 이를 실생활에 활용하면 ‘산속 조난자 위치’를 소리로 찾을 수 있다. 최근 드론과 같은 무인 항공기 기술은 사람의 개입 없이 정찰·수송·구조 등의 분야에 전천후로 활용되고 있다. 하지만, 무인 항공기 기술을 통한 음원 위치 추적기술은 정밀도가 낮고 주변 소음 환경에 따라 극심한 성능 저하가 불가피하다는 단점이 있다. 공동연구팀이 개발한 음원 위치 추적기술은 기존보다 10배 이상 정확한 정보를 제공하기 때문에 드론 프로펠러 소음이나 다른 배경 소음이 있는 악조건에도 사용할 수 있다. 향후 정찰·수송·구조 등에 이번 기술을 결합하면 다양한 비대면 드론 임무 성공에 기여할 것으로 기대된다. 위 그림은 공동연구팀이 개발한 ‘딥러닝 기반 음원 위치 추적기술’의 드론 조난자 구조 활용 시나리오이다. 산속 조난자의 소