헬로티 이동재 기자 | 심박이나 동공 등 생체신호를 활용한 차량용 헬스케어 기술 개발이 한창인 가운데 뇌파를 측정해 운전자의 컨디션을 확인할 수 있는 자율주행 신기술이 처음으로 보급된다. 버스 등 상용차 운전자의 졸음운전이나 갑작스런 건강 이상으로 발생할 수 있는 대형사고를 예방할 것으로 기대된다. 현대모비스는 세계 최초로 뇌파 기반 헬스케어 신기술 ‘엠브레인(M.Brain)’ 개발에 성공해 경기도 공공버스에 적용한다고 21일 밝혔다. 생체신호 중 최고난도 영역으로 알려진 뇌파 측정 기술을 자동차 분야에 적용한 것은 이번이 처음이다. 현재 글로벌 차량용 헬스케어 시장은 첫 발을 내딘 수준이다. 심박 측정이나 동공 추적 등을 활용한 기술이 일부 알려진 정도다. 더구나 뇌파 기반 기술은 측정할 수 있는 데이터의 양 만큼이나 발전 가능성이 무궁무진한 것으로 알려졌다. 현대모비스의 엠브레인이 혁신적인 기술로 평가받는 이유다. 현대모비스는 엠브레인을 경기도와 협업해 도내 공공버스에 시범 적용하고, 평가 과정을 거쳐 이를 확대할 방침이다. 엠브레인을 비롯한 다양한 바이오 헬스케어 기술을 대중교통에 우선 적용하고 공공안전 사업에도 기여한다. 현대모비스는 지자체와 운송업계
헬로티 함수미 기자 | 국토교통부는 세계 최초로 'TBM 커터헤드설계자동화 시스템'을 개발하고 핵심기술인 'TBM 장비 운전·제어 시스템'을 국산화하는데 성공했다고 밝혔다. TBM은 도심지 터널, 하·해저터널, 장대 산악터널 등에서 친환경·경제적인 터널공법이다. 과거 발파에 의한 터널공법과는 달리 터널 전단면을 기계･굴착하는 장비로 소음과 진동을 최소화하고 시공의 효율성을 극대화 할 수 있는 첨단 건설기계다. TBM은 일반적으로 규격화된 건설기계와 달리 지반상태 등 현장 조건에 따라 맞춤형으로 설계․제작해야 하는 고가의 건설기계이며. 특히, 설계･제작 기술을 보유한 국가들은 TBM 제작 및 운영기술을 철저하게 비공개로 관리하고 있어서 원천기술 확보가 현실적으로 어려운 기술이었다. 세계 최초로 개발된 'TBM 커터헤드 설계자동화 시스템'은 기존에 수작업으로 이뤄지던 커터헤드 설계를 3차원 프로그램을 통해 다양한 지반 조건을 입력하면 이에 적합한 커터헤드의 설계가 자동으로 이뤄지게 하는 첨단 기술이다. 현재, 평균 1개월 이상 소요되는 커터헤드 설계 소요기간을 설계 자동화 기술을 통해 3일 이내 완료할 수 있는 획기적인 기술이다. 이와 함께 국내 기술로 개발에
헬로티 김진희 기자 | 국내 연구진이 복잡한 형상을 가진 표면의 초미세 불량 요인을 자동으로 인식할 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다. 한국재료연구원(KIMS, 원장 이정환) 재료인공지능·빅데이터연구실 강성훈 박사 연구팀은 인공지능(AI) 기술을 이용해 사람이 쉽게 분별하기 어려운 제품 표면의 초미세 불량을 정확하게 검출할 수 있는 기술을 개발했다. 제품의 미세 불량은 다양한 형태로 나타나고 이를 눈으로 확인 및 검사하는 데는 많은 시간과 비용 손실이 발생한다. 특히 복잡한 형태의 계층 구조를 가진 부품의 표면은 3차원 형상을 띠고 있어 현미경이나 육안 판별만으로 그 정확성을 얻기에 다소 어려움이 있었다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하고자 3차원 형상을 2차원으로 단순화한 이미지를 통해 제품 표면의 계층 구조를 자동 인식하고, 기준이 되는 이미지로부터 벗어나는 미세 불량을 검출하는 인공지능(AI) 기술 개발에 성공했다. 적용된 인공신경망은 불량 요인의 특징을 자동으로 학습한 뒤 불량 검출 및 분류를 수행하게 된다. 특히 머리카락 굵기(50㎛)의 절반 수준인 초미세 불량은 눈으로 정확히 판독하는 게 불가능해 현미경을 이용해 시편 하나 당 수십 장의 사진 촬
헬로티 임근난 기자 | AI비전검사 전문기업 트윔이 2018년 첫 개발한 이래 짧은 시간 동안 다양한 산업군에 인공지능(AI)비전검사장비를 구축했다. 기획 연재의 세 번째 성공사례로 트윔이 지난 2018년에 진행했던 자동차부품 전문기업 M사의 AI비전검사기 구축사례를 소개한다. 고객사 소개 1962년도에 설립된 자동차부품 전문기업 M사는 ABS, ECPS, 제동장치, 조향장치 등 자동차 부품 기술 불모지에서 국내 유일의 독자 기술력을 확보하고 있는 한국 자동차의 살아있는 역사이기도 하다. 이러한 기술력과 우수한 인력자원을 바탕으로 자동차 안전의 기반이 되는 핵심 부품은 물론 고부가가치 미래 첨단 자동차부품까지 아우르는 글로벌기업으로 성장하고 있다. 고객사의 공정 환경 고객사는 주 생산품 중 하나인 자동차의 브레이크 부품의 나사산 이중 가공 불량, 피드포트 시트면 찍힘 등의 시트면 형상 불량, 그리고 부츠 조립부 Grease의 영향으로 인한 말림 및 미안착 불량 등을 육안 검사로 진행하고 있었다. 또, 브레이크 부품의 하우징은 금속으로 도금되어 있어 난반사와 같은 고차원적인 문제점으로 인해 일반적인 비전시스템으로 적용하기에는 어려웠다. 그래서 검사자가 일일이
헬로티 이동재 기자 | 한국철도(코레일)가 무도상 철도교량에도 소음과 진동이 적은 장대레일을 설치 할 수 있는 핵심기술 개발에 성공했다고 16일 밝혔다. 무도상 철도교량이란 침목과 교량사이를 채워주는 자갈 등의 도상이 없이 침목과 레일이 직접 교량에 연결된 철교를 말한다. 새로 개발된 ‘연동식 침목 고정장치’와 ‘합성수지침목’은 온도 변화에 따라 레일이 늘어나거나 줄어드는 힘을 제어해 안정적으로 장대레일을 고정할 수 있다. 자갈 등이 없는 교량은 구조적으로 온도에 따라 장대레일이 늘어나거나 줄어드는 것에 취약해 설치가 어려웠다. ‘연동식 침목 고정장치’는 여러 침목을 한 묶음으로 연결해 교량상판에 고정하는 장치이다. 침목별로 고정하던 기존 방식보다 궤도틀림을 견디는 힘이 5배가량 뛰어나다. 또한 현무암 소재로 만든 ‘합성수지침목’은 목재침목보다 내구성이 강하고 친환경성도 우수하다. 철교에 장대레일을 부설하면 열차가 레일 이음매를 지나갈 때 발생하는 소음이 줄어들고 승차감이 향상된다. 또한 열차 속도 향상과 유지보수 감소에 효과가 있다. 한국철도는 경원선 청량리역 주변 한천교 선로에 연동식 침목 고정장치와 합성수지침목을 시험시공해 약 1년 간 성능을 평가한다.
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
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