[첨단 헬로티] 정부, 2023년까지 2,600억 원 투입해 드론 강국으로 도약 계획 Ⅰ. 개요 항공기술과 ICT 기술력이 융합된 드론(drone)을 중심으로 UAV(Unmanned Aerial Vehicle : 무인항공기) 산업이 급속히 발전하고 있다. 이 분야는 전 세계적으로 아직 초기시장이 열리고 있는 단계이기에 세계최고 수준의 국내 ICT 인프라를 적극 활용한다면 글로벌 기술시장을 주도할 수 있을 것이다. 무인항공기뿐만 아니라 무인 이동체 분야와 연계한 요소부품 핵심기술을 개발하여 기술경쟁력을 강화시켜 선진국과의 기술격차를 극복할 수 있도록 산/학/련/관/민 공동노력이 필요하다. 이에 총체적인 시각에서의 드론 산업생태계를 조성할 수 있는 통합적인 인프라 구축이 시급한 상황이다. 아울러 글로벌 동향에 부합하는 시험평가 인프라와 드론 운용을 위한 법적, 제도적 장치를 정비할 필요가 있다. 드론산업 관련 글로벌 전후방 기술시장이 빠르게 활성화되고 있다. 이에 드론 선진국(미국/유럽/이스라엘 등)과 협력하여 드론 플랫폼 기술, 고기능 탑재장비･센서 기술, 고성능･고효율 추진동력 기술, 항법 및 통신장비 기술 등 핵심기술을 확보할 수
[첨단 헬로티] 인프라와 데이터 통합된 플랫폼 위에 실제 활용 가능한 지능 서비스 개발되어야 1. 들어가면서 필자는 올해 에너지 관련 비즈니스모델에 대해 심층적으로 분석하여 기고하고 있다. 앞서 기고한 4단계 역량은 기술적 변혁을 의미했으며, 지난 호에서는 기술 서비스 제공에서 한 단계 더 나아가기 위해 플랫폼 비즈니스모델의 필요성 제시와 함께 프레임워크를 제시했다. 에너지 산업과 IT가 접목된 비즈니스 플랫폼을‘에너지데이터 플랫폼’이라 칭하였으며, 파이프라인이 아닌 플랫폼 비즈니스의 3대 전략 규칙 중심으로 자원을 조정하고 다양한 이해관계자 간 상호작용을 통해 생태계 전체의 가치를 창출하고자 노력하는 주요 사례들을 제시하였다. 이번 호에서는 플랫폼 비즈니스의 3대 전략 규칙을 전제로 하여 스마트시티(Smart city)에 대해 에너지 중심으로 살펴보고자 한다. 스마트시티의 영역이 워낙 방대하고 복잡해서 그 자체로 “모든 것에 적합한 하나의 규모(One size fits all)”접근법은 없다. 각국의 도시는 복잡한 시스템이며, 많은 이해관계자가 관련되고 특히 물리적 인프라 의존도가 매우 높기 때문이다. 따라서, 필
[첨단 헬로티] 플라스틱은 탁월한 장벽 특성으로 오랫동안 제약 포장에서 가장 흔하게 사용된 재료다. 환경에 대한 이슈에도 불구, 유연한 패키징에 대한 투자, 지속적인 리사이클링 프로그램은 제약 포장에서 플라스틱의 입지가 여전히 굳건하다는 것을 보여준다. 노인 인구의 증가와 이로 인한 노령 인구 친화적인 포장에 대한 관심은 유연 포장재에 대한 수요 증가로 이어질 것이다. 북미 포장기계류제조협회(이하 PMMI)가 작성한 ‘2018 제약 포장 및 가공 백서’에 따르면 기업들은 편의성에 대한 요구와 위변조 증거 및 제품 보호가 균형을 이룬 디자인을 모색하고 있다. 이와 동시에, 제약 회사는 포장 기술 및 재료 사용의 다양화를 추진하고 있다. 유효하고 똑똑한 패키징은 환자 규정 준수 문제에 대한 솔루션을 제공한다. 나노 테크놀로지와 바이오의약품은 의약품 유통에 큰 영향을 끼쳤고, 패키징은 주사제와 같은 일부 신약의 의약품 유통 과정에서 필수적인 역할을 맡고 있다. 아울러, 신약과 화합물의 등장으로 습기, 빛, 산소 및 기계적 요인으로부터의 보호가 더욱 강화되었다. 보호와 편리함의 결합 개봉이 쉬운 장점 외에도, 유연한 패키징은 의약품을 오염 및
[첨단 헬로티] 최근 학생들의 등하교 시에 안심 안전을 보장하기 위한 보호장치나 치매 등으로 배회하는 고령의 행방불명자를 위한 보호/수색장치에 대한 사회적 요구가 높아지고 있다. GPS 기능이 있는 휴대단말을 가지고 다니는 방식도 제공되고 있는데, 며칠마다 충전해야 하는 번거로움과 휴대단말이라도 GPS 위치 계측 정확도의 과제 등이 있어 보급에는 이르지 못했다. 우리는 소형 경량(5g 정도)이며 버튼 전지로 1년 이상 동작하는 BLE 비콘을 사용하고, 또한 서버와의 통신에 있어서는 LPWA 통신을 이용한 보호 시스템 ‘지킴이 플러스’에 대해 연구 개발과 사회실험을 했다. 특히 BLE 비콘을 몸에 붙여서 사용할 때, (1) BLE 비콘의 안테나 입력 임피던스와 전송 회로의 임피던스가 불일치하기 때문에 본래 전송 전력의 3분의 1 정도밖에 방출되지 않는 것, (2) 인체 측으로 방사되는 전파는 인체에 흡수되어 버리므로 쓸데없는 전력이 되는 것 등의 과제를 해결하기 위해 임피던스 정합을 취하고, 또한 인체 전방으로 지향성을 갖는 안테나를 새롭게 설계 제작해 이러한 과제 해결을 도모했다. 또한, 보호 대상이 되는 BLE 비콘 신호를 수신하기 위
[첨단 헬로티] 센싱 기술의 발전과 모바일·웨어러블 단말의 급속한 보급에 의해 인간의 생리·심리·행동에 관한 데이터나 건강에 관련될 수 있는 주변 환경의 데이터(기압, 온도, 습도, 조도 등)를 일상생활 속에서 용이하게 또한 대량으로 취득할 수 있게 됐다. 모바일 단말에 대해서는 두통의 증상과 기압의 데이터를 기록하는 앱이나 스마트폰 내장의 가속도 센서를 이용해 신체 활동이나 수면에 관한 데이터를 취득하는 앱 등이 많이 개발되어 있으며, 얻어진 데이터를 건강관리에 도움이 되게 하려는 시도가 이루어지고 있다. 또한, 웨어러블 단말에 관해서도 마찬가지로 최근 몇 년 손목밴드형 활동량계와 스마트워치를 비롯한 여러 가지 단말이 가전 판매점의 점두에도 진열되고 있으며, 이들은 우리의 일상생활에서도 친밀한 존재가 됐다. 이러한 단말을 이용해 장기간에 걸쳐 연속적 혹은 반복적으로 계측된 데이터는 ‘강종단 데이터’(Intensive Longitudinal Data; 이하, ILD)라고 불리며, ILD는 건강관리를 생각하는데 있어 새로운 분석의 시점을 가져왔다. 예를 들면 ILD를 이용해 ‘흡연자의 니코틴
[첨단 헬로티] 인구 구성의 고령화에 대해서는 국제연합의 1956년 보고서를 참고해, 65세 이상이 전체 인구에서 차지하는 비율(고령화율)이 7%를 넘으면 고령화 사회라고 한다. 또한, 최근에는 고령화율이 14%, 21%를 넘으면 각각 고령사회, 초고령사회라고 불리게 됐다. 일본은 2010년에 세계에 앞서서 초고령사회가 됐으며, 2018년에는 고령화율이 28%를 넘는 ‘초초’고령사회의 영역에 도달했다. 일본은 앞으로 고령자 인구의 증가와 총 인구의 장기적인 감소 경향이 예상되고 있으며, 사회보장비와 국민의료비의 증가, 각 산업의 인력 부족과 후계자 부족, 지방의 쇠퇴 등 여러 가지 과제가 심각성을 더해가고 있다. 앞으로 일본의 사회·경제 구조를 유지하기 위해서는 노동력 부족을 해소하고, 생산 활동을 효율화시키기 위한 대응이 반드시 필요하다. 이러한 과제를 과학 기술 이노베이션에 의해 해결하기 위해 현재 Society 5.0(초스마트 사회)의 구축이 거국적으로 추진되고 있다. Society 5.0은 2016년 1월에 각의 결정되고, 일본 정부가 책정한 ‘제5기 과학기술기본계획’에서 제창된 것이다. Soci
[첨단 헬로티] 일본에서는 앞으로 저출산 고령화가 진행되어 노동 인구가 감소하는 한편, 필요해지는 케어 직원 수는 증가한다. 후생노동성에 따르면, 2025년에는 케어 인력이 253만명 필요하나 공급 예상은 215만2천명에 그쳐 37만7천명이 부족할 것으로 추정하고 있다. 케어 인력을 늘리려고 해도 생산 연령 인구가 감소하고, 또한 임금을 올리기 어려운 개호보험(장기요양보험에 해당) 제도에서는 되려는 사람도 적다. 그렇기 때문에 대책의 하나로서 정보 기술을 활용한 케어 업무의 효율화가 기대된다. 유비쿼터스 컴퓨팅 분야에서는 스마트폰을 비롯한 휴대 센서를 이용한 인간의 행동 인식 기술의 연구가 이루어져 왔다. 이 기술을 케어 행동의 인식에 응용하면 케어 업무 기록을 자동으로 작성할 수 있으며, 현장에서 이루어지고 있는 케어 기록이나 업무 기록 등의 업무를 효율화할 수 있다. 또한, 본인이 그 기록을 가시화해 돌이켜봄으로써 업무 개선 자료로도 사용할 수 있다. 이 글에서는 문부과학성 지역 이노베이션 에코 시스템 형성 프로그램 ‘IoT에 의한 액티브 시니어 활약도시기반개발사업’으로 실시하고 있다. 케어 시설에서 직원에게 케어 기록을 스마트폰을
[첨단 헬로티] 최근 항공우주 산업 및 자동차 산업 등에서 5축가공기의 사용 빈도가 증가하고, 가공 정도 향상이 더욱 기대되고 있는 가운데 5축가공기의 고정도화는 공통의 과제이다. 그러나 5축가공기의 정도를 정확하게 확인하는 측정 방법은 발전 도상에 있으며, 측정 정도 향상이나 측정 시간 단축 등 많은 개선해야 할 과제가 있다. 현재 5축가공기의 정도 평가로서 여러 가지 방법이 있는 가운데, 워크피스를 가공기로 테스트 컷하고 CMM 측정기로 워크피스의 형상을 측정하는 방법을 들 수 있다. 그리고 워크피스의 형상 성분으로부터 가공기의 정도를 판단하는 평가 공정이 된다. 이 방법은 일반적으로 실시되고 있는 방법인데, 형상을 측정하는 CMM 측정기의 도입, 워크피스의 테스트 컷 등 많은 코스트와 시간을 필요로 하고 있다. 그리고 5축가공기가 사양 내의 운동 정도를 필요로 하고 있는지 확인하는 데 많은 평가 행정이 필요하다. 네덜란드의 IBS프레시전엔지니어링(이하 IBS사)가 개발한 로터리 애널라이저 시스템(이하 RA 시스템)은 5축가공기의 각축 가동 시의 주축과 테이블 간에 발생하는 위치오차를 국제 규격인 ISO/JIS(표 1)에 규정되어 있는 운동시험을 이용해
[첨단 헬로티] IoT, 인더스트리4.0 등의 키워드는 현재 제조업 내에서 업계에 상관없이 뜨거운 화제이다. 절삭가공 업계에서는 공작기계 메이커를 중심으로 주목받는 영역 중 하나이다. 한편, 공구에서는 화제이지만 구체적인 제안에는 이르지 못한 상황이 이어지고 있었는데, 샌드빅은 이러한 시대의 흐름에 대응하기 위한 공구 메이커의 제안으로서 새로운 콘셉트 ‘CoroPlus(코로플러스)’의 도입을 개시했다. 이 글에서는 이 CoroPlus의 콘셉트 내용과 기능에 대해 소개한다. ‘CoroPlus(코로플러스)’는 단일 제품이 아니라, 새로운 제조 시대에 대응하기 위한 샌드빅의 IoT 제안의 플랫폼과 일련의 제품을 총칭하는 호칭이다. 즉, CoroPlus에는 뒤에서 소개하게 될 여러 가지 제품·제안이 포함된다. CoroPlus에서는 제품의 제조 흐름을 3가지 영역·프로세스로 나눠 정의하고 있다(그림 1). 즉, ‘설계 및 생산 계획 프로세스’, ‘절삭가공 프로세스’, ‘가공 분석 프로세스’의 3 가지이다. 샌드빅은 절삭공구 메이커이지만,
[첨단 헬로티] 전 세계 시장 및 산업 전반에 걸쳐, 제품은 콘셉트 디자인부터 시장 출시까지의 시간이 줄어들고 있다. 그만큼 기계의 하드웨어를 개발하고 소프트웨어를 프로그래밍하는 데 걸리는 시간이 경쟁사와의 승패에 결정적인 요인이 될 수 있다. 따라서 개발하는 속도가 빠를수록 좋다. 디지털 트윈은 기계의 하드웨어와 소프트웨어를 개발하고 테스트하는 시간을 단축하는 데 중요한 역할을 할 수 있다. ▲ 디지털 트윈을 사용하여 지능형 수송 시스템인 ACOPOStrak의 물리적 동작을 실제 시스템이 구성되기 전에 실시간으로 시뮬레이션할 수 있다. 이것은 하드웨어와 소프트웨어 개발을 단순화하고 가속화시킬 뿐만 아니라 트랙의 가상 커미셔닝을 수행할 수 있다. 기계가 타이트하게 계획한 개발 일정을 소화할 수 있는 유일한 방법은 매우 효율적인 프로세스를 사용하는 것이다. 오류는 처음부터 반드시 배제해야 한다. 새로운 기계의 프로토타입도 예외는 없다. B&R의 시뮬레이션 및 모델링 개발을 담당하는 Kurt Zehetleitner씨는 “시뮬레이션은 보다 더 높은 목표를 충족시키기 위해 여러 분야에서 입증된 접근 방식”이라고 말한다. 디지털 트윈은 제
[첨단 헬로티] 전동 파워 스티어링(EPS : Electric power steering)이 유압식이나 전기유압식 시스템을 거의 대체하고 있다. 여기에는 그럴 만한 장점들이 있기 때문이다. 먼저, 계속해서 작동되는 벨트 기반의 펌프를 사용하지 않으므로 에너지 효율을 높일 수 있다. 또한 유압식 부품들을 사용하지 않으므로 제조 공정과 유지보수를 단순화할 수 있다. 하지만 신뢰할 수 있고 효율적인 전동 파워 스티어링 시스템을 위해서는 강력한 성능의 반도체를 기반으로 한 전문적인 솔루션을 필요로 한다. 시장의 요구를 충족하도록 인피니언은 차세대 EPS 용으로 전원장치, 마이크로컨트롤러, 하프 브리지 드라이버, MOSFET, CAN 트랜시버, 센서를 비롯한 모든 주요 반도체 부품을 포함하는 포괄적인 칩셋 솔루션을 제공한다. 고객들이 한 업체로부터 전문적인 칩셋 형태로 모든 필요한 부품을 사용할 수 있으므로 개발 시간을 단축하고 비용을 절감할 수 있다. 전동 파워 스티어링은 전기 제어 모터를 사용해서 스티어링을 보조한다. 운전자가 발생시킨 스티어링 토크를 센서를 사용해서 감지하고 이 정보를 전자 제어 유닛(ECU)으로 전달한다. 그러면 ECU는 필요한 스티어링을 계산
[첨단 헬로티] 불과 몇 년 사이에 생체 인증은 틈새 보안 기술에서 탈피해 현재 거의 모든 최신 스마트폰 모델에 탑재되는 기술이 됐다. 부분적으로 지문 인증의 대중화를 이끈 애플의 터치ID 덕분에 이제 우리는 주류 장치에서 생체 인증 기반 보안이라는 새로운 물결을 맞고 있다. 애플은 최신 아이폰 X에 IR 센서를 이용한 새로운 안면 인증 기능을 도입했다. 그렇다면 이제 안면 인증이 생체 인증 보안의 미래일까, 아니면 대중화하기에는 아직 충분히 준비가 안 된 걸까? 또는 반대로 지문 인증 방식이 보다 장기적으로 적합한 기술로 남을까? 편리한 보안 비밀번호는 수십 년 동안 컴퓨팅 시스템을 인증하는 데 사용되어 왔다. 그런데 왜 생체 인증을 사용할까? 간단히 답하면 편리함 때문이다. 생체 인증 시스템은 지문이나 홍채 인식, 안면 인식 기반이든 비밀번호보다 사용하기가 훨씬 편리하며, 실제 생활에서 편의성은 보안성을 높여준다. 잘 만든 비밀번호(기본적으로 무작위 문자와 숫자로 이루어진 긴 문자열)는 매우 안전한 형식의 인증이 될 수 있지만, 실제로 이러한 종류의 안전한 비밀번호는 만들기 어렵고 기억하기도 어렵다. 따라서 사람들은 종종 “abc123&rdqu
[첨단 헬로티] 코드 커버리지(Code Coverage)는 일반적으로 소프트웨어를 테스트할 때 수행한 테스트가 어느 정도 코드를 커버하고 있고 충분한 테스트가 되었는가의 지표로 참고할 수 있는 정보이다. IAR Embedded Workbench의 C-SPY 디버거에는 코드 커버리지를 측정할 수 있는 기능이 포함돼 있다. 이번 글에서 C-SPY를 사용하여 코드 커버리지의 측정 방법을 알아본다. 코드 커버리지는 측정 기준에 따라 구문, 조건, 결정, MC/DC 등 다양하게 구분된다. 개발자의 단위 테스트에서 일반적으로 가장 많이 사용하는 커버리지는 구문 커버리지이다. 말 그대로 해당 코드가 수행 되었는지 확인할 수 있는 커버리지이다. 코드의 테스트를 수행한 후 테스트가 얼마만큼의 코드를 커버하는지, 테스트 중 테스트 대상의 코드들이 모두 수행 되었는지 등의 커버리지 정보를 가지고 테스트의 정상 수행 여부를 판단할 수 있다. 코드 커버리지는 코드를 수행하며 측정되기에 정적 분석으로 측정할 수 없다. 반드시 동적 검사가 필요하며, 일반적으로 고급 디버거에 코드 커버리지 기능이 포함돼 있다. 코드 커버리지 외에 조건, 결정, MC/DC 등 복잡한 커버리지 측정은 디버
[첨단 헬로티] 최근 몇 년 사이에 산업용 이더넷, 즉 실시간 이더넷이 빠르게 성장하고 있다. 고전적인 필드버스 기술이 여전히 많이 사용되고 있긴 하지만 전성기는 지났다. 대중적인 실시간 이더넷 프로토콜들은 실시간 성능에 대한 요구를 충족하도록 이더넷 표준을 확장했다. 여기에 TSN이 등장하면서 실시간 이더넷으로 가는 경로가 하나 더 추가되었다. 실시간 특성과 통신 기능 공장 자동화와 구동 기술에 있어서 실시간이란 수십 밀리초에서부터 짧게는 수 마이크로초에 이르는 사이클 시간을 안전하고도 신뢰할 수 있게 충족하는 것을 말한다. 이러한 실시간 요구를 충족하기 위해 이더넷 역시 실시간 성능을 갖추도록 변화해야 했다. 그림 1. 자동화를 위한 실시간 통신 필드버스보다 빠른 이더넷 자동화 분야의 실시간 요구를 충족하려면 전송 대역폭과 전송 지연시간을 둘 다 확실하게 보장해야 한다. 대개 이 대역폭이 아주 작기는 하지만(디바이스당 수십 바이트), 이 전송 채널들은 매 I/O 사이클마다, 요구되는 지연시간 조건으로 사용이 가능해야 한다. 그런데 고전적인 이더넷을 사용해서는 그러한 지연시간과 대역폭을 보장하지 못한다. 이더넷 네트워크는 동작하는데 필요하다면 언제든지 프레
[첨단 헬로티] 데이터 센터와 텔레콤 시스템의 전원 디자인으로 큰 변화가 일어나고 있다. 주요 업체들이 복잡하고 비싼 절연형 48V/54V 스텝다운 컨버터를 좀더 효율적인 비절연형 고밀도 스텝다운 레귤레이터로 교체하고 있다(그림 1). 48V 또는 54V 입력을 위험한 ac 메인으로부터 이미 절연하고 있기 때문에 레귤레이터의 버스 컨버터로 절연이 필요하지 않다. 그림 1. 절연형 버스 컨버터를 사용한 기존의 텔레콤 보드 전원 시스템 아키텍처. 48V가 ac 메인에 대해서 이미 절연되어 있는 시스템은 절연형 버스 컨버터가 필요하지 않다. 절연형 컨버터를 비절연형 하이브리드 컨버터로 교체함으로써 복잡성, 비용, 보드 공간 요구를 크게 낮출 수 있다. 높은 입력/출력 전압 애플리케이션(48V 대 12V)에는 기존의 벅 컨버터가 이상적인 솔루션이 아니다. 부품 크기가 커지기 때문이다. 다시 말해 높은 입력/출력 전압으로 높은 효율을 달성하기 위해서는 벅 컨버터를 낮은 스위칭 주파수(100kHz~200kHz)로 동작해야만 한다. 벅 컨버터의 전력 밀도는 수동 부품의 크기에 의해서 제한된다. 특히 부피가 큰 인덕터를 들 수 있다. 스위칭 주파수를 높이면 인덕터 크기를
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