박준영 팀장, 한국전력공사 전력연구원 로봇&드론연구팀 한국전력공사 ICT기획처는 21년 9월 수립한 중장기 ICT 기술 전략 및 로드맵에서 무인이동체를 “외부 환경을 탐지‧인식하여 스스로 상황을 판단하고 주어진 계획에 따라 자율적으로 작업(임무)을 수행할 수 있는 이동체로, 드론, 안티드론, 로봇의 개념을 모두 포함한다.”라고 정의하고 있다. 전력설비는 다양하고 복잡한 설비로 구성되어 있고 고소·고전압 활선 등의 위험한 작업환경이기 때문에, 안정적 전력공급을 위해서는 이와 같은 무인이동체를 적극적으로 활용하여 설비를 안전하게 점검함으로써 불시정전을 미연에 방지하는 적극적인 예방정비 기법의 개발이 필요하다. 한국전력공사 전력연구원은 가공 송전선로, 지중 전력구, 변전소 등 다양한 전력설비를 대상으로 향후 한전 디지털 전환의 핵심적 역할을 수행할 무인이동체 운용기술을 개발해오고 있다. 이 글에서는 이중에서 송전선로 순시점검 드론, 터널식 전력구 순시로봇 및 변전소 순시점검 로봇기술에 대하여 소개한다. 송전선로 순시점검 드론 운용기술 송전선로는 초고압 활선 환경일 뿐만 아니라, 철탑 높이가 매우 높고 두 철탑 간의 거리가 매우 길어서 육안 한계거리가 250
나카노 요시토모·코노 마사유키, 마키노후라이스제작소 제너럴 매니저 제조업에 있어 제5세대 통신(5G) 네트워크 활용의 성과에 기대하는 한편, 제조 현장에 도입하는 것은 시기상조라고 생각하는 기업이 많다. 주된 이유로는 로컬 5G의 도입 코스트가 크다는 점과 통신 규격이 표준화 도상에 있기 때문에 투자한 기기 설비의 계속성에 대한 불안이 있다는 점 등을 들 수 있다. 마키노후라이스제작소는 이러한 걱정을 해결하는 방법으로 통신 캐리어가 제공하는 5G(캐리어 5G)를 활용하기로 했다(자사 공장부지 내에 통신 캐리어의 기지국을 설치해 개별 망으로 사용). 동시에 선진적인 클라우드 서비스를 조합해 마키노후라이스제작소의 제조 지원 모바일 로봇 iAssist 시스템의 운용 효율을 높이는 5G 네트워크를 구축하고 있다. 이 글에서는 마키노후라이스제작소가 2021년 7월 21일에 공식 발표한 5G 네트워크 구축에 대해서 그 특징과 우위성, 무엇이 선진적인가, 왜 코스트 퍼포먼스가 높은가 등을 구체적으로 해설하는 동시에, 그 효율적인 운용 환경에서 iAssist 시스템의 솔루션이 어떻게 진화해 갈지를 소개한다. 우선, 마키노후라이스제작소 아쯔기 사업소에 구축하는 5G 네트워크
헬로티 김진희 기자 | 한화건설은 지난 18일 물류센터에 특화된 시공기술인 'WBS(Wide Beam System)공법'을 개발하고 시험시공을 완료했다고 밝혔다. WBS공법은 와이드 경량 PC보와 중공 슬래브(Hollow Core Slab)로 구성되며 PC 중공 단면을 이용함으로써 경량화 및 콘크리트 물량을 저감시킨 경제적인 공법이다. WBS공법은 응력이 우수하여 기둥 없이도 시공이 가능하고 내진 성능 또한 우수하다. 한화건설의 WBS공법은 원가절감과 시공성 개선을 통해 기존 물류센터 설계와는 차별성을 보일 것으로 기대된다. 물류센터는 화물 적하역공간의 확보 및 높은 층고를 위해 일반적으로 PC공법이 적용되는데, 일반적인 PC공법은 부재의 자체 무게가 커서 시공성이 낮다. 따라서 물류센터에서의 PC공법은 부재 무게 감소가 최대 관심사이다. 한화건설은 삼일C&S, 원탑구조엔지니어링과 함께 2020년 9월부터 약 1년간 공동으로 '물류창고 PC공법 특화아이템' 연구개발을 추진하여 왔으며, 수많은 수정 및 보완을 통해 현재의 WBS공법을 완성하였다. 특히 올해 2월 특허출원 및 7월말 특허등록을 완료하였으며, 지난 4월에는 한국콘크리트학회를 통하여 구조성능
헬로티 조상록 기자 | 한국기계연구원(이하 기계연)이 우리 기술로 만든 미세먼지 전구물질 제거 기술의 실증을 성공적으로 마쳤다. NOx(질소산화물)과 SOx(황산화물)을 동시에 줄일 수 있는 기술로, 1년간 실증한 결과 기존 장비보다 70% 뛰어난 효과를 보여 큰 기대를 모은다. 고효율 제로 에미션(Zero-emission) 기술의 실증에 성공하면서, 발전소 외에도 폐기물 소각로, 제철소 등 향후 강화되는 규제에 대응이 필요한 일반 산업 분야까지 폭넓게 활용될 전망이다. 기계연 환경시스템연구본부 환경기계연구실 김학준 책임연구원 연구팀은 한국남부발전과 협력하여 2020년 9월부터 2021년 9월까지 1년 동안 경남 하동 화력발전소에 발전 용량(500㎿급) 1/1000 규모의 제거 장비를 장착하고 실증에 성공했다. 연구팀이 개발한 습식 촉매를 이용한 NOx, SOx 동시 저감 장비를 기존 SOx 저감 설비에 추가 장착한 결과 세계적으로 최저 배출 농도 수준인 5ppm 이하를 달성했다. 이는 NOx 배출량을 설치 이전보다 70% 더 절감한 것이다. 디젤 승용차 1대가 1분 동안 NOx가 포함된 배기가스를 5㎥ 배출한다고 가정하면, 디젤 자동차 6000대가 배출하는
헬로티 조상록 기자 | 미세조류는 현미경을 이용해야 볼 수 있는 수준의 작은 조류로, 식물성 플랑크톤이라고도 불린다. 미세조류를 이용하면 다양한 물질을 만들 수 있고, 바이오에너지, 바이오플라스틱 등으로 석유계 원료를 대체하는 경우 이산화탄소 저감 효과가 뛰어나 더욱 주목받는다. 한국원자력연구원 첨단방사선연구소는 ‘바이오에탄올 생산을 위한 미세조류 변이체’ 제조기술을 개발했으며, 이를 '그린아샤'에 이전하는 기술실시계약을 체결했다고 11월 17일 밝혔다. 그린아샤는 올해 6월 설립된 스타트업 기업으로, 미세조류를 활용해 바이오연료 등 친환경 유용물질을 개발하는 것을 목표로 한다. 이번에 이전받는 기술을 이용, 도심 버스정류장을 활용한 미세조류 배양시설을 구축해 바이오플라스틱, 바이오연료 생산을 추진할 계획이다. 미세조류는 빛과 물, 이산화탄소를 이용해 산소와 당을 만들어내는데, 성장에 필요한 당을 소모하고 나머지는 전분의 형태로 세포 안에 쌓는다. 미세조류를 발효하면 전분이 바이오에탄올로 바뀌어 에너지로 활용할 수 있다. 이번에 연구진이 개량한 미세조류 ‘클라미도모나스’는 기존 품종에 비해 전분 축적량이 2배 이상 증가했다. 성장속도도 20% 이상 빨라 바이
헬로티 조상록 기자 | 한국과학기술연구원(KIST)은 극한소재연구센터 권동욱·하헌필 박사팀이 기존 촉매보다 내구성이 뛰어난 초미세먼지 배출저감용 저온 탈질촉매기술을 개발해 산업계 실증 연구에 돌입했다고 11월 17일 밝혔다. 탈질촉매기술은 초미세먼지를 발생시키는 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위해 촉매를 개발하는 기술이다. 기존 탈질 촉매들은 배기가스에 포함된 황 성분으로 만들어지는 황산암모늄염에 의해 성능이 저하되는 문제점이 있었다. KIST에 따르면 이번에 개발된 복합바나듐산화물계(VMoSbTi) 촉매 소재는 220℃의 온도에서 이산화황에 노출됐을 때 초기성능의 85%로 성능이 저하되는 시점이 기존 촉매보다 약 7배 이상 지연되는 효과를 입증했다. 연구팀은 바나듐계 촉매에 몰리브덴 및 안티모니 산화물을 첨가해, 활성성분과 이산화황 사이의 흡착반응을 억제시켜 황산암모늄염의 생성을 현저히 줄였다고 설명했다. 이번 연구는 지난 8월 화학공학 분야 국제 저널인 '화학공학 저널'(Chemical Engineering Journal)에 게재됐다. 이 연구는 실험실 규모의 반응기 실험이 마무리됐으며, 현재 금호석유화학 여수제2에너지 열병합발전소에 설치된 실증 설비로
헬로티 임근난 기자 | 로봇전문기업 민트로봇이 식음료 서비스를 위한 최첨단 자동화 로봇가전 ‘스퀘어민트’를 출시했다. 이 로봇가전은 지난 11월 10일부터 13일까지 열린 국내 최대 커피박람회인 ‘서울카페쇼’에서 최초 공개해 큰 이목을 끌기도 했다. 스퀘어민트의 5가지 차별점 스퀘어민트(SQUAREMINT)는 코로나 팬데믹으로 시작된 비대면 트렌드에 맞추어 개발한 식음료 서비스 자동화 로봇가전으로, 기존 제품들과 큰 차별점을 두고 있다. 첫 번째는 세계 최초로 첨단 기술의 로봇, 그리고 현대식 가구가 결합하여 ‘로봇가전’이라는 새로운 카테고리를 만들어낸 신개념 제품이다. 그동안 다른 제품이 산업용 설비와 같은 다소 차갑고 투박한 이미지의 부스 형태였다면, 스퀘어민트는 하부에 수납이 가능한 가구와 결합하여 설비보다는 오히려 소비재 가전과 같은 느낌을 준다. 또한, 해당 수납장은 가구부의 구조를 선택할 수 있으며, 10가지 색상을 조합하여 사용자의 취향에 맞는 디자인을 선택할 수 있다는 점이 특징이다. 두 번째는 세계 최초로 로봇업체에서 만들었다는 점이다. 기존의 제품들은 국내외 로봇을 구매하여 다양한 애플리케이션을 시도하는 기업에서 만들었지만, 스퀘어민트는 민
헬로티 김진희 기자 | 운전이 미숙한 상황에서 좁은 골목길을 지나야 하거나, 막다른 길에서 앞차와 맞닥뜨린 곤란한 상황을 걱정하지 않아도 되는 시대가 곧 온다. 현대모비스는 협로주행, 후방자율주행, 원격 자동주차 기능 등을 통합한 도심형 운전자편의시스템(ADAS)인 차세대 주차 제어시스템(MPS)을 세계 최초로 개발했다고 14일 밝혔다. 곤란한 운전상황을 버튼 하나로 해결할 수 있는 첨단 기술로, 이면도로가 많고 주차 환경이 여유롭지 않은 국내와 유럽 등지에 특화된 도심형 자율주행 기술이다. 대형 SUV의 인기와 함께 목적기반 모빌리티(PBV)에도 적용이 확대될 것으로 기대된다. 현대모비스는 글로벌 완성차 업체를 대상으로 관련 기술 적용을 선제적으로 제안할 방침이다. 차세대 주차 제어시스템은 좁은 골목에서 버튼만 누르면 차량 스스로 장애물을 피해 주행하거나, 지하주차장의 회전식 출입구를 통과하는 기술이다. 차량 2대가 대치한 막다른 골목에서는 후진 자율주행으로 빠져나올 수도 있다. 현대모비스는 독자 개발한 소프트웨어 로직과 양산 중인 초음파 센서를 기반으로 이 기술을 개발했다. 레이더나 라이다 센서가 고속주행이나 먼 거리에 위치한 사물을 인식하는데 유용하지만
헬로티 전자기술 기자 | 오늘날 자동차와 반도체 기술 모두에서 커다란 변화가 일어나고 있다. 자동차는 화석연료 대신 전기 전력을 사용해서 청정하게 운전하게 됐으며, 전기차(EV)의 서브시스템에는 새로운 반도체 부품들을 사용해서 전력 효율을 극대화하고 주행 거리를 연장하게 됐다. 티모시 로시뇰(Timothé Rossignol) 아나로그디바이스(ADI) 마케팅 매니저 각국 정부들은 자동차 제조사에 차량의 이산화탄소 배출을 줄이도록 의무화하고 의무 불이행시 엄격한 제재를 가하고 있으며, 이와 함께 도로 주변과 주차장 시설을 중심으로 EV 충전 인프라도 빠르게 확충해가고 있다. 그럼에도 불구하고 EV 주행 거리에 대한 소비자의 불안감 때문에 전기차 보급은 본격적인 궤도로 올라서지 못하고 있다. 보다 대용량 EV 배터리를 사용하면 EV 주행 거리를 연장해서 이에 대한 소비자들의 불안감을 해소할 수 있을 것이다. 하지만 이는 EV의 가격을 높이는 요인이 된다. 배터리는 최종 자동차 가격의 25% 이상을 차지한다. 다행인 것은 반도체 기술 혁신에 따른 실리콘 카바이드(SiC) MOSFET 전원 스위치 같은 새로운 와이드 밴드갭 디바이스 덕분에 소비자들의 EV 거리에 대한
헬로티 김진희 기자 | 한국광기술원은 국내 최초로 열차의 속도나 위치 등 운행정보와 공사, 낙석, 외부침입 등 철로 주변의 돌발 상황을 실시간으로 감시할 수 있는 라인형 광섬유 진동센서 시스템 개발에 성공했다고 최근 밝혔다. 이번에 개발한 분포형 진동센서(DAS) 시스템은 땅 속에 매설된 광케이블 주변의 진동으로 발생한 산란광의 변화를 측정하여 진동이 발생한 위치와 주파수를 최대 50km 범위까지 분석이 가능하다. 또한, 기존 선로 주변에 구축된 통신용 광케이블을 그대로 센싱용 광케이블로 활용하기 때문에 설치비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 연속구간 측정이 가능함에 따라 철도안전 사각지대를 해소할 수 있다. 더불어 인공지능 기반 데이터 분석 기술을 적용한 이 시스템은 열차운행정보, 침입자, 보수공사, 낙석, 광케이블 손상 등이 발생한 위치와 이벤트를 분류하여 관리자에게 전달함으로써 안전사고를 미연에 방지할 수 있다. 이 시스템은 현재 호남 고속선 오송-공주 간 47km 구간과 호남 일반선 서대전-계룡 20km 구간에서 실증을 진행하고 있으며, 철로환경 및 차량운행 시 발생하는 다양한 상황에 대한 빅데이터 수집과 분석을 통해 시스템의 신뢰성을 향상시키는데
헬로티 김진희 기자 | 건물 일체형 태양광 발전시스템(BIPV)의 상용화가 멀지 않아 보인다. 한국기계연구원(기계연)이 아름다운 색감을 가지면서 오염에도 강한 고부가가치 컬러 유리를 만들 수 있는 기술을 개발했다. 연구팀은 금속나노입자의 플라즈모닉 효과를 이용하여 기존 색 유리 보다 내구성이 강한 빨강, 파랑, 노랑 등 모두 8가지 색상의 컬러 유리를 만들었다. 나노입자의 농도와 코팅 두께에 따라 투과율도 조절할 수 있다. 또한, 유리 표면에 친환경 소재의 발수 실리카입자를 나노구조로 코팅해 오염물을 튕겨내는 자기 세정 기능도 갖췄다. 연구팀은 자기 세정 컬러유리로 만든 3㎾급 태양전지 모듈을 건물 외벽에 설치하고 1년간 시험평가를 실시했다. 운영 결과 기존 태양광 모듈 에너지 효율의 80% 수준에 달하는 안정적인 효율을 확인했다. 현재 상용화된 태양전지에 근접한 효율은 물론 심미성과 자기 세정력을 바탕으로 한 내구성까지 확보한 것이다. 기존의 검푸른 단일 색상 대신 건물의 벽면이나 지붕 위에 아름답게 어울리는 태양광 패널을 만들 수 있어 도심의 미관을 살리면서도 태양광 발전을 확대할 수 있을 것으로 기대된다. 나노입자 합성의 원천 기술 뿐만 아니라 이를 1
이하라 토시히데, 일본 국립연구개발법인 산업기술종합연구소 환경이나 식품 등의 분야에서 안전·안심 확보를 위해 화학물질 분석이 실시되고 있는데, 법 규제 등의 관점에서 해마다 그 대상이 되는 종류가 증가하고 있는 것이 유해한 유기화합물의 분석이다. 이러한 유기 분석에서 가장 많이 보급되어 있는 분석기기가 크로마토그래프로, 다성분 동시 분석이 가능하다는 우수한 특징을 가지고 있다. 그러나 기준에 해당되는 것이 탑재되어 있지 않으므로 측정한 물질 중에 어느 정도 유해 성분이 포함되어 있는지 알기 위해서는 알고 싶은 유해 성분마다 농도와 신호량의 관계를 나타내는 검량선을 작성해야 한다. 이 검량선 작성에 사용되는 것이 표준액이나 표준가스 등의 표준물질로, 환경 분석이나 수도수질 분석 등의 분야에서는 계량법에 근거한 표준액과 표준가스를 신뢰할 수 있는 표준물질로서 널리 보급하고 있다. 예를 들면 휘발성 유기화합물 25종 혼합표준액으로는 벤젠이나 클로로포름 등의 유해 성분 25종류가 호칭농도로서 각 1000mg/L로 조제된 것이 시판되고 있으며, 계량법의 체계로 공급되고 있는 표준물질의 증거로서 JCSS(Japan Calibration Service System) 로고
헬로티 임근난 기자 | DGIST 정보통신융합전공 황재윤 교수팀이 딥러닝 기술을 활용해 도메인이 상이한 영상에서의 물체 분할을 위한 인공지능(AI) 신경망 모듈을 개발했다. 최근 인공지능의 한 분야인 딥러닝 기법이 고도화되고 그 성능이 가파르게 증가함에 따라 관련 연구가 활발하다. 특히 산업분야에서의 요구가 꾸준히 증가하며, 더 넓고 다양한 분야와 관련된 항공 영상이 획득되었다. 다만, 항공 영상은 촬영하는 시각 뿐만 아니라 촬영위치, 도시 등에 따라서 항공영상의 특성을 나타내는 도메인이 달라진다. 이렇게 항공사진들이 모두 각기 다른 도메인을 갖게 되면, 향후 다른 도메인을 갖는 각각의 여러 항공영상을 통합, 종합적인 사진 내 특정 물체 검출이나 영상 예측에 활용이 어려운 한계가 있다. 이에 황재윤 교수 연구팀은 여러 도메인의 항공영상들의 네트워크 파라미터를 가변적으로 미세조정 한다면 이러한 문제를 해결할 수 있을 것이란 가설을 세우고 연구를 진행했다. 그 결과, 연구팀은 항공 영상 상의 건물을 정확하게 분할하거나, 다양한 도메인의 항공 영상에서 건물을 정밀하게 탐지하는데 성공했다. 또한 생성적·적대적 신경망의 구조를 확장, 촬영되는 사진에 입력되는 도메인에
헬로티 김진희 기자 | 기존의 머신비전용 돔 조명은 빛을 다양한 각도에서 균일하게 조사하여 피검사물의 표면 전체에 빛을 고르게 확산시켜 주어 광택이 있거나 표면이 고르지 않은 물체의 검사에 널리 사용되어 왔다. 최근 고속검사, 정밀검사를 요구하는 검사 환경 트렌드에 따라 산업용 카메라도 고해상도화, 대면적화 되고 있는데, 반구형 돔 조명은 고속 및 대면적 검사 대응에 어려움이 많다. 고속검사에 대응하기에는 구조적 특성상 높은 광량을 확보하기 어려우며, 대면적 검사를 위해 크기가 커질수록 수직높이도 비례하여 증가하기 때문이다. 일본 업체를 필두로 하여 도광판을 적용한 플랫 돔 조명이 판매되고 있으나, 도광판의 패턴이 노이즈원으로 작용할 수 있다는 문제점이 있다. 엠비젼은 이러한 문제를 해결하기 위해 피라미드 형태의 사각 돔 조명을 개발하였다. 사각 돔 조명은 컴팩트한 구조와 크기로 장비의 공간적 제약에 유연하게 적용할 수 있으며, 돔 조명과 같은 광 특성을 구현하여 반사가 심하거나 굴곡있는 제품의 검사에 널리 활용할 수 있다. 또한 도광판을 사용하지 않아 영상의 선명도가 높으며, 구조의 특성 상 높은 광출력 확보가 가능해 대면적 검사, 고속 검사 대응이 가능하
헬로티 김진희 기자 | 한국과학기술연구원(KIST)은 이종 저차원 초박막 나노구조체 기반 투명하고 휘어짐이 가능한 메모리 소자를 개발했다고 밝혔다. 기능성복합소재연구센터 손동익 박사 연구팀은 절연 특성을 가지는 2차원 나노소재인 육방정 질화붕소 초박막 구조 사이에 0차원 양자점을 단일층으로 형성시켰다. 이차원 나노소재 기반 플렉서블 메모리 소자는 데이터 저장, 처리, 통신에 중요한 역할을 하기 때문에 차세대 웨어러블 시장에서 필수적인 요소 중 하나이다. 수 나노미터(nm)의 2차원 나노소재로 초박막 메모리 소자를 구현할 경우, 기존에 비해 메모리 집적도를 크게 높일 수 있어 2차원 나노소재를 기반으로 플렉서블한 저항변화형 메모리 등이 개발되어왔다. 그러나 기존의 2차원 나노소재를 활용한 메모리들은 캐리어를 가두어 두는 특성이 약하여 메모리로서의 한계를 가지고 있다. 연구팀은 양자 제한 특성이 우수한 0차원 양자점을 활성층으로 도입, 2차원 나노소재에서 캐리어를 제어함으로써 차세대 메모리 후보가 될 수 있는 소자를 구현하였다. 이를 기반으로 샌드위치 구조를 가지는 2차원 육방정 질화붕소(hBN) 나노소재 사이에 0차원 양자점을 수직 적층 복합구조체로 형성하여