[첨단 헬로티] AI 반도체 전문 기업인 그래프코어(Graphcore)가 본격적으로 한국 시장에 진출한다. 그래프코어의 AI 반도체 ‘콜로서스(Colossus) IPU(지능 처리 장치:Intelligence Processing Unit)’는 프로세서에 직접 메모리를 배치해 연산 속도를 빠르게 개선시킨 점을 내세우고 있다. 그래프코어는 한국 시장에서 금융, 헬스케어, 검색엔진 등의 시장을 공략한다는 계획이다. 그래프코어는 지난 2016년 영국 브리스톨에서 나이젤 툰(Nigel Toon) 최고경영자(CEO)와 사이먼 놀스(Simon Knowles) 최고기술책임자(CTO)가 AI 시대와 머신러닝에 특화한 반도체의 필요성에 주목해 공동으로 창업한 기업이다. 그래프코어는 올해 1월 한국에 지사를 설립했고, 한국 지사장으로 강민우 루브릭 전 한국 지사장을 그래프코어 한국 지사장으로 선임했다. 강민우 지사장은 일본과 중국을 제외한 아시아 지역을 총괄할 계획이다. 참고로 그래프코어는 일본에도 지사를 지난 1월에 설립했다. 이와 관련해 그래프코어는 2월 4일 그랜드 인터컨티넨탈 서울 파르나스에서 기자 간담회를 개최하고, 콜러서스 IPU 소개와 함께 한국
[첨단 헬로티] 왜 그런지 잘 모르겠지만, 액추에이터 개발의 역사에는 부활극이 많다. 한 번 ‘부적합 낙인’이 찍힌 액추에이터가 시간이 지나면서 주변 기술의 발전과 사회 요구의 변화에 따라 부활한다. 예를 들면 정전 액추에이터는 힘이 너무 작아 오랫동안 내버려져 있었는데, 1980년대 후반 MEMS 기술의 전개와 함께 마이크로 영역에서 유용성이 평가되어 일약 실용 액추에이터의 하나로 도약하게 된다. 전기자동차의 역사는 오래됐지만, 오랫동안 거의 실용화되지 못했다. 그러나 전지 기술의 발달과 지속적인 사회를 목표로 하는 요구로 인해 최근 크게 부활하고 있다. 유압 액추에이터는 1990년 지나서는 로보틱스 세계에서 대부분 모습을 감추었는데, 최근 보스턴다이내믹스사의 훌륭한 로봇들과 원격시공 건설기계의 요구로 다시 주목받고 있다. 히구치 토시로우 박사(도쿄대학 명예교수)는 이 부활극에 대해 ‘온고지신(溫故知新)’이라는 말을 사용하고 있다. 오래된 기술에 생각하지 못했던 힌트가 숨겨져 있는 경우가 있고, 새롭다고 생각해도 실제로는 이미 연구되어 있는 경우도 많으므로 연구를 시작하기 전에 과거의 연구를 잘 조사해 보라고 하는
[첨단 헬로티] Society 5.0으로 실현하는 초스마트 사회에서는 많은 수의 센서와 액추에이터, 프로세서가 환경 속에 설치되어 있으며, 그들의 에지 노드(네트워크 단말 디바이스)가 네트워크를 구성해 연계함으로써 여러 가지 기능․서비스가 제공된다. 여러 개의 에지 노드 모두에 전원 공급이 필요하지만, 전원 배선 공사와 정기적인 전지 교환을 하는 것이 기술적 혹은 경제적으로 어려운 케이스도 많이 예상된다. 그렇기 때문에 에지 노드에 대한 전원 공급이 Society 5.0 실현의 장해물이 될 가능성이 있다. 그러한 배경에서 새로운 전원 공급 기술로서 주목받고 있는 것이 에너지 하베스팅이다. 우리들 주변 환경 속에는 빛․열․진동․전파 등 여러 가지 형태로 에너지가 존재한다. 에너지 하베스팅 기술은 이러한 에너지를 수확(하베스트)해, 전기 에너지로 변환하는 기술이다. 이 글에서는 에너지 하베스팅 기술의 개발․실용화 동향과 IoT․AI에 대한 활용 사례를 소개하고, Society 5.0 실현을 위한 전망을 살펴본다. 에너지 하베스팅 기술의 개발․실용화 동향 앞에서 말했듯이 에너지 하베스팅 기
[첨단 헬로티] 5축 공작기계에 대해 터치프로브와 기준구를 사용해 선회 2축의 기하학적인 오차를 동정(identification), 보정을 하는 시스템을 각사가 상품화하고 있다. 그림 1은 DMG모리세이키의 ‘3D 퀵세트(quickSET )’ 사진인데, 동일한 시스템은 이외에도 많은 메이커에서 판매되고 있다. 측정 순서나 동정할 수 있는 오차 파라미터의 범위에 차이는 있지만, 기본적인 개념에 큰 차이는 없다. 그림 1. 터치프로브와 기준구를 사용한 5축 공작기계의 캘리브레이션 시스템의 예 (DMG모리세이키 ‘3D 퀵세트’) 오퍼레이터가 기준구를 테이블 상에 고정하고 대략적인 위치를 입력하면, 공작기계가 자동적으로 선회 2축을 여러 가지 각도로 산출, 터치프로브로 기준구의 위치를 측정한다. 5축기구에서는 선회축의 위치 오차(CNC 시스템에 기억된 회전 중심의 위치와 실제 위치의 오차)나 직진축과 선회축의 직각도 오차 등 기계 조립 오차가 주요한 오차 요인이 된다(축 평균선의 기하 오차 혹은 단순히 기하 오차라고 부르는 경우가 많다). 기준구 위치의 측정 결과로부터 이들 오차를 동정, 보정한다. 선회축의 위치 오차는 C
[첨단 헬로티] 필자가 뱀 로봇의 연구를 시작한 것은 1971년에 도쿄공업대학의 제어공학 전공 석사 과정에 입학했을 때부터이다. 대학(요코하마국립대학)에서는 기계공학을 공부했고, 졸업 연구는 그즈음 조교수였던 토도 이사오 선생의 밑에서 신뢰성공학의 최적화 문제를 연구했다. 대학 분쟁의 영향으로 연구 기간은 반년 정도로 짧았지만, 해외 논문에 실린 동적계획법으로 푼 신뢰성의 최적화 문제를 독자의 계산 알고리즘을 생각해 계산한 결과, 보다 정도가 좋은 해답을 유도할 수 있다는 것을 발견해 졸업 논문을 쓰기도 했다. 단, 이 방법은 나중에 최급강하법의 일종이라는 것을 알았기 때문에 대단한 연구는 아니었다. 이러한 해석적인 연구도 좋지만, 대학원에서는 뭔가 전혀 새로운 것을 만들 수 있는 연구를 하고 싶다고 생각했다. 마침 그즈음 도쿄공업대학 교수인 모리 마사히로 선생 등의 ‘로봇-그 기술과 미래’(NHK출판)을 읽었는데, 그 안에 나와 있는 ‘부드러운 기계’라고 하는 개념이 재밌다고 생각했다. 기존 기계의 개념과는 다르게 움직임의 정확성도 스피드도 없는 흐늘흐늘한 기계가 좋다는 이야기였다. 그래서 대학원은 도쿄공업대학에
[첨단 헬로티] 최근 ‘부드러운 로봇’이 주목받아 Science Robotic지나 전문지 Soft Robotics에서 논문이 많아지고 있다. 특히 하버드대학, 케임브리지대학 등 지금까지 로보틱스에는 소극적이었던 대학이 중점을 두고 있다. 그러나 부드러운 로봇은 결코 새로운 주제도 아니고, 1960년대 초반부터 일본에서 활발히 연구되고 있었다. 대표적인 연구로는 도쿄대학 생산기술연구소의 모리 마사히로 조교수(당시)의 인공근육이나 도쿄공업대학의 우메타니 요우지 연구실의 뱀 로봇, 전복 로봇, 대장의 연동운동, 그리고 오사카대학 생물공학과 스즈키 료지 실험실의 불가사리 로봇 등이 있다. 대부분은 영어 논문이나 로보틱스의 저명한 국제회의에서 발표됐다. 그러나 시대가 너무 일러 네트워크나 데이터베이스도 없는 시대였기 때문에 인용되지 않았던 것이 많이 아쉽다. 계측자동제어학회가 발족된 지 얼마 되지 않은 때로, 로봇학회도 존재하지 않았지만 당시의 로봇 연구자는 생물물리학이나 신경생리학, 인공장기 등의 연구자와 교류가 활발했다. 새로운 분야의 야심찬 젊은이, 중견 연구자가 소속 학회를 초월해 합숙적인 연구회를 갖고, 공사에 걸친 교류를 지속하고 있었
[첨단 헬로티] ADAS 첨단 운전자 지원시스템(ADAS: Advanced Driver Assistance System)은 운전 중 발생할 수 있는 많은 상황을 자동차 스스로 인지하고, 이 기술을 통해 차량내 관련 장치를 자율적적으로 제어하는 기술이다. 자율 주행 차량에 대한 관심이 커지면서 자동차를 운전하는 운전자와 탑승자에 대한 안전 문제가 더욱 큰 관심사가 되고 있다. ADAS를 통한 가장 크 혜택은 안전과 더 나은 운전 환경이다. 안전은 운전자와 승객의 안전은 물론 주변의 보행자 및 운전 중인 다른 운전자들을 포함하는 개념이다. 또한, 주차를 쉽게 할 수 있도록 해주는 보조 주차 시스템 및 최적화된 성능으로 차량을 유지할 수 있도록 할 수 있다. “차량이 보다 안전하고 개선된 최적의 운전 환경을 제공할 수 있도록 차량이 주변 환경을 모니터링 할 수 있는 기술”이 ADAS의 핵심 장점이라 할 수 있다. ADAS 시스템은 정보를 획득하여 정보를 처리하여 해당하는 정보를 처리하는 3 가지 동작을 기본으로 한다. 센서 프로세서 [그림 1]에서는 기본적인 ADAS시스템의 블록도를 나타낸다. ADAS 시스템은 카메라, 라이다, 레이더, 오디
[첨단 헬로티] 미래 헬스케어는 지금보다 데이터에 대한 의존도가 높고 개인별 맞춤화가 두드러질 것이다. 체온계 온도 37°C를 근거로 환자의 미열을 진단하는 것이 아니라 각 개인의 평상시 체온이 유사한 조건에서 관찰된 기준선에 비해 높은 경우 미열이라 진단하게 된다. 환자들은 정해진 일정에 맞춰 임의적 또는 경제적 여건에 따라 병원을 방문하는 것이 아니라 각자 상황에 맞게 최적화된 일정에 따라 진료를 받게 된다. 유토피아적인 미래에는 환자와 의사 모두 세심하게 모니터링하고, 만성질환에 대해 소통하며, 예방 치료에 더욱 적극적으로 임할 것이다. 기술 분야 전문가들은 이미 출시됐거나, 시제품 및 연구 개발 단계에 있는 다양한 연속 모니터링 웨어러블 제품을 통해 비침해적(Non-intrusively)으로 수집 가능한 데이터의 한계를 계속 넓혀가고 있다. 의료 전문가들도 디지털 의료 세계에 입문하고 있다. 웨어러블 건강 모니터링 효율에 대한 최근 연구에 따르면 캘리포니아 LA세다스시이 병원에서 수술받은 환자 100명을 모니터링 한 결과 액티비티 모니터링이 걸음수 측정 정확도를 높여 준 것으로 확인됐다. 미국의사협회(AMA)가 후원한 이 연구에서 수술 다음날
[첨단 헬로티] 엔지니어가 설계를 할 때, IC를 데이터 시트 사양만으로 선택하는 것은 적절치 않다. 적합한 패키지의 IC를 선택해야 할 뿐만 아니라, 최종 시스템의 제조와 어셈블리에 대한 요구 조건을 모두 고려해야 한다. 이 글에서는 전체적인 설계에 있어서 이러한 선택이 왜 중요한 지에 대해 설명하고자 한다. 혁신적인 DC/DC 전원 관리 IC 패키지 기술은 전원 회로의 잡음과 방사 성능을 향상시킬 뿐만 아니라, 고성능 자동차 장비 시스템으로 신뢰성과 제품 수명을 향상시킨다. 또한, 핀아웃 구성, 웨이팅 가능 플랭크 핀, 핀 간격, 보드 차원 신뢰성 같은 다양한 요소들이 신뢰성을 높이는 데 기여할 수 있다. 그 중에서도 신뢰성과 핀아웃 구성에 대해서 살펴보자. [그림 1]은 자동차 하이브리드 클러스터 애플리케이션의 시스템 블록 다이어그램으로서, 빨간색으로 표시된 것은 오프 배터리 전원 분배 네트워크이다. 이들 시스템의 부하 전류 요구가 갈수록 높아지고 있다. 이것은 다양한 종류의 고선명 디스플레이로 다양한 기기로부터의 미디어, 3D 내비게이션, 운전자 모니터링 시스템, 전방 및 후방 카메라, 인포테인먼트 헤드 유닛 같은 복잡한 기능들을 지원하기 위해서다.
[첨단 헬로티] 반도체/디스플레이 등 대량 생산 제조 라인은 공정 효율과 생산 속도 개선 요구를 끊임없이 받고 있으며 이로 인해 대다수 장비 제조사는 핸들링 로봇을 장비 안으로 넣고자 하는 시도를 하고 있다. 이미 독일, 일본 등의 해외 업체들은 인더스트리 4.0과 스마트 팩토리의 확산에 따라 다양한 방식으로 장비에 로봇을 내장하거나 연계하여 활용 하고 있다. 장비 제조사의 로봇 사용에 대한 추세를 살펴보면, 과거 에는 핸들링 공정에 직교방식의 로봇을 주로 사용했으 나, 단순한 로봇 모션으로는 복잡한 공정에 대응이 어렵고 공간과 속도의 제약 등의 문제 때문에 근래에는 초고속 SCARA 또는 수직 다관절 로봇의 도입이 적극 추진 되고 있다. 산업용 로봇 모션 제어기 전문 기업인 다인큐브는 급격히 대두되고 있는 장비와 로봇의 통합 솔루션에 대한 고객의 니즈를 충족하고 생산 효율과 비용 절감 그리고 전체 시스템의 최적화를 위한 솔루션인 장비용 로봇 제어기 ‘DMC-coreCon’을 출시하고 국내외 메이저 기업들에 본격 양산 공급을 하고 있다. 자동화 장비+스마트 핸들링 로봇 통합 제어 솔루션인 DMC-coreCon은 많은 장비 제조사가 핸들링
[첨단 헬로티] ▷▶이보 볼젠(Ivo Bolsens) 자일링스 수석 부사장 겸 CTO(Chief Technology Officer) 이미 여러 차례 무어의 법칙(Moore’s Law)에 대한 종말이 선포된 것을 고려하면, 우리는 지금 포스트-무어의 시대에 살고 있다고 말하는 것이 적절할 것이다. 그렇지만 어느 누구도 발전의 속도를 늦추려고 하지는 않을 것이다. 트랜지스터 밀도에 대한 고든 무어(Gordon Moore)의 관점은 커즈와일(Kurzweil)이 언급한 수확가속의 법칙(Law of Accelerating Returns)에서처럼 기본 기술의 장기적 흐름을 보여주는 한 측면에 불과하다. 무어의 시대에 기업들은 새로운 프로세스 노드가 가져다 주는 이익에 만족하고, 다소 안주한 경향이 있었던 것도 사실이다. 비록 속도는 느리지만, 확장은 계속될 것이며, 또한 무어의 법칙이 더 이상 효력을 발휘하지 않게 됨에 따라 새로운 트렌드를 보다 강하게 추진할 수 있는 동기가 부여되고 있다. ▲이보 볼젠(Ivo Bolsens) 자일링스 수석 부사장 겸 CTO(Chief Technology Officer) 최근에는 멀티칩 3D 통합과 같은 몇 가지 흥미로운 새
[첨단 헬로티] 와타나베 요시노부 (渡邉 芳修), 미즈타니 와타루 (水谷 亘) ㈜소딕 1. 서론 고정도, 고품위의 금형가공에서 NC 장치의 고속․고정도 윤곽 제어는 없앨 수 없는 기능인데, 최적의 파라미터 선택과 주축 회전수, 절삭 이송 속도 등의 가공 조건을 결정하기 위해서는 테스트 가공이 필요하며, 리드 타임 증가, 코스트 증가의 원인이 되고 있다. 또한 미세 정밀가공이나 복잡 형상의 가공에서는 실제 절삭 이송 속도(F값)이 지령 절삭 이송 속도에 도달해 가공하고 있는 것은 드물며, 그것을 하회해 가공되고 있는 것이 많이 있다. 그렇기 때문에 1날당 절삭량으로 판단한 가공 조건이 무너져 버리고 결과적으로 공구 마모를 촉진시키는 원인이 되며, 또한 절삭 이송 속도의 큰 편차로부터 가공 면질이 손상되어 버리는 경우가 있다. 그래서 동사에서는 앞에서 서술한 문제를 해결하고, 가공 조건 결정의 작업량을 삭감하기 위한 어시스트 툴로서 최적의 ‘절삭 이송 속도’와 ‘고속․고정도 윤곽 제어의 파라미터’를 산출하는 소프트웨어 ‘EF-Tune’를 개발했다. 이 글에서는 EF
[첨단 헬로티] 가오 펭(高 峰) 서일본공업대학 1. 서론 절삭가공이나 연삭가공 등의 기계가공을 할 때에 바이스로 피가공 재료를 고정할 필요가 있다. 1개씩 가공하는 것보다 여러 개의 워크(중간 가공품과 초기 상태의 재료를 포함)를 동시에 바이스로 고정, 1회의 가공을 하는 것은 효율적이다. 한편 보통의 바이스를 사용하는 경우, 여러 개의 워크를 동시 고정하는 것은 고체 간의 작은 치수차에 의한 체결력의 편차가 발생해 불량품의 발생이나 가공 중에 워크 어긋남의 위험을 초래할 가능성이 있다. 이 문제를 해결하기 위해 이번 개발은 여러 개의 동일 규격의 워크를 1개의 바이스로 고정해 가공할 때에 작은 치수의 차이를 흡수하는 플로팅 바이스의 구조를 제안했다. 이 글에서는 그 구조와 동작 원리를 해설하고, 시제작품을 이용한 동작 확인과 평가의 평가를 보고한다. 2. 보통의 바이스로 고정하는 체결 방법과 문제점 (1) 보통 바이스의 체결 방법 밀링이나 머시닝센터, 연마기 등의 가공기를 이용해 부품을 가공할 때에 워크의 고정에는 끼우기 턱이 있는 지그인 바이스를 사용한다. 보통의 시판 바이스의 구조는 대부분 나사식으로, 회전운동을 직선 이동으로 변환해 평행하는 2개의
[첨단 헬로티] 오츠키 토시아키 (大槻 俊明), 사사하라 히로유키 (笹原 弘之) 東京農工대학 사토 류타 (佐藤 隆太) 神戶대학 1. 서론 5축가공기를 포함해 CNC(수치제어) 공작기계의 중요한 운동 성능은 공작물을 원하는 정도 내로 가급적 단시간에 가공하는 고속․고정도성이다. 일반적으로 속도와 정도는 트레이드 오프의 관계에 있는 것이 알려져 있다. 즉, 오차를 작게 하기 위해서는 속도를 줄여야 하며, 속도를 높이면 오차가 커진다. 그렇기 때문에 고속․고정도성을 평가하기 위해서는 속도와 정도를 동시에 평가할 필요가 있다. 직교 2직진축에 대해서는 그 고속․고정도성을 속도와 오차의 2차원으로 평가하는 방법이 있다. 이 글에서는 회전축과 직진축에 의한 원통면과 그 전개면을 도입, 전개면 상에서 회전축과 직진축의 지령 궤적을 지령해 모터 인코더 위치를 전개면에 전사함으로써 실제 궤적을 얻고, 오차를 지령 궤적과 실제 궤적의 차이로서 얻는다. 그리고 회전축과 직진축의 윤곽 운동에서 고속․고정도성을 속도와 오차의 2차원으로 평가한다. 2. 원통면의 도입과 속도․오차 2차원 표시 (1) 회전축과 직진축에 의한 전개면의
[첨단 헬로티] 나카무라 신고 (中村 眞吾) 三菱重工工作機械(주) 1. 서론 작업자 부족이 심각화되고 있는 가운데, 금형에 대한 요구는 점점 더 높아지고 있다. 기존의 대형 가공기에 의한 금형 제작은 작업자의 테크닉이 필요하며, 기계 다듬질가공 후의 수작업 수정이 있었기 때문에 자동화를 위한 과제 해결이 어려운 상황이었다. 단순히 무인운전할 수 있는 것도 자동화라고 할 수 있지만, 작업자가 기계가공 전후 혹은 도중에 개입해 조정이나 재가공을 하지 않고 안정된 고품질의 금형가공을 실현하는 것을 지향할 필요가 있다. 동사 제품인 대형 고정도 가공기 ‘MVR․Fx’는 제로에 대한 도전을 콘셉트로 고정도․고품위 가공이 가능하도록 만들어져 있다. 이 기계의 기능을 중심으로, 금형가공의 자동화를 위한 가공기 성능과 측정 기술의 진화에 대해 소개한다. 2. 기계의 신뢰성․재현성 금형가공의 자동화에는 기계의 기본 성능을 향상시켜 고정도화시키는 것이 전제 조건이 된다. 몇 번 가공해도 동일한 결과를 얻을 수 있는 신뢰성․재현성이 없으면, 후술할 기술의 성능을 발휘할 수 없기 때문에 동 기계의 구조는 모두를 수정