인터엑스소프트와 협업하는 캐드닉스 최근 전통적인 EDA(전자설계자동화) SW를 개발하는 회사들은 적지 않은 변화의 시기를 지나고 있다. EDA 회사를 더 큰 EDA 회사가 흡수하는 시기를 지나, 글로벌 솔루션 개발사가 Mechanical과 Electronics 분야를 넘어 시스템 전체의 통합 SW 형태로 재편되는 과정 중에 AI를 포함한 다양한 분야의 솔루션이 인수 합병되고 있다. 이렇게 더 커진 글로벌 기업 내의 ECAD(전자캐드) SW들도 같은 용도의 툴들이 여러 개 존재하지만 더 많은 기능을 하는 툴로 통합이 요구되는 과정이며, SW 업데이트 개발은 통합 목적의 툴에 집중되고 있다. 많은 기업이 기존에 다양한 ECAD 툴로 설계한 데이터는 불가피하게 통합 목적의 툴로 변환이 요구되지만, 현실적으로 손실 없는 상-하위 버전 간, 이 기종 툴 간 변환이 어렵다. ㈜인터엑스소프트는 순수 국내 기술로 근 20여년 간 OrCAD Capture, Cadence Allegro, MentorGraphics(Siemens) PADS(Standard(VX), Professional), Xpedition, Altium, Zuken 등 다양한 글로벌 ECAD 툴의 설계데이터
한국과학기술원(KAIST) 전산학부 이의진 교수팀은 중앙대 박은지 교수팀, 미국 애크런대학교 제임스 디펜도프 교수팀과 공동으로 근로자의 감정적 작업 부하를 실시간으로 모니터링할 수 있는 인공지능 모델을 개발했다고 11일 밝혔다. 상담원, 은행원 등 서비스업 종사자들은 고객을 응대하는 과정에서 자신이 실제로 느끼는 감정과는 다른 감정을 표현해야 하는 상황에 자주 놓이게 된다. 이같이 감정을 조절하는 과정에서 발생하는 심리적 부하를 ‘감정적 작업 부하’(Emotional workload)라고 하는데, 과도한 작업 부하는 번아웃(탈진)과 우울증으로 이어질 수 있다. 근로자의 작업 과부하를 막아 안전성을 높이고자 정서 상태를 모니터링하는 연구가 시도됐지만, 주로 지식 노동자의 ‘인지적 작업 부하’(cognitive workload)에 초점이 맞춰져 있었다. 또 기존 감정 탐지 AI(인공지능) 모델은 사용자의 표정이나 목소리 등을 토대로 감정을 진단하기 때문에 자신의 감정을 억제하며 친절히 응대해야 하는 감정 노동자들의 감정적 작업 부하를 측정하기 쉽지 않았다. 연구팀은 우선 콜센터 상담사 31명의 음성과 행동, 생체신호 등 다중 모달 센서 데이터를 수집했다. 이어
한국과학기술원(KAIST)은 전기·전자공학부 유승협 교수 연구팀이 날숨 속 이산화탄소 농도를 측정해 실시간으로 수면 건강을 진단할 수 있는 웨어러블 센서를 개발했다고 10일 밝혔다. 기존 이산화탄소 센서는 부피가 크고 소비전력이 높다는 한계가 있다. 이산화탄소 농도에 따라 형광의 세기가 변화하는 광화학적 이산화탄소 센서는 소형화가 가능하다는 장점이 있지만, 염료 분자의 광 열화 현상으로 인해 장시간 안정적으로 사용하기 어려웠다. 연구팀은 발광다이오드(LED)를 유연한 박막형 유기 포토다이오드(빛을 모으는 장치)로 감싼 저전력 이산화탄소 센서를 개발했다. 광 효율이 높아 염료 분자에 쪼이는 광량을 최소화해 사용할 수 있다. 소비전력이 171㎼(마이크로와트·100만분의 1W)로, 수 ㎽(밀리와트)인 기존 센서보다 수십 배 낮은 수준이다. 연구팀은 또 형광 분자의 광 열화 경로를 규명해 광화학적 센서에서 사용 시간에 따라 오차가 증가하는 원인을 밝히고, 오차를 줄이기 위한 광학적 설계 방법을 제시했다. 무게 0.12g, 두께는 0.7㎜ 수준으로 가볍고 얇아 마스크 안에 부착해 이산화탄소 농도를 측정할 수 있으며, 최대 9시간까지 연속으로 사용할 수 있다. 특히 실
우리 대부분은 이미 커넥티드 홈에서 살고 있지만, 통합 연결 표준인 매터(Matter) 도입이 가속화됨에 따라 진정한 스마트 홈의 꿈이 현실화하고 있다. 우리 대부분은 어떤 방식으로든 연결된 주거 환경에서 살고 있다. 2022년 미국 인구조사 데이터에 따르면, 91% 이상의 사람들이 가정용 인터넷을 이용하고 있는 것으로 나타났다. 하지만, 커넥티드 홈과 스마트 홈은 그 차원이 다르다. 컴퓨터나 TV를 인터넷에 연결해 웹 서핑을 하거나 넷플릭스를 시청하는 것과, 집 안의 모든 기기와 가전제품을 인터넷에 연결하여 원격 및 자동 제어를 가능하게 하는 스마트 홈 환경은 분명히 차이가 있다. 이러한 완벽하게 통합된 스마트 홈을 설정하고, 관리하는 것은 현재로서는 상당히 까다롭거나 불가능한 경우가 많다. 이전에는 서로 다른 공급업체의 스마트 홈 기기들이 서로 호환되지 않았기 때문이다. 특정 생태계를 기반으로 설계된 제품들은 다른 생태계에서는 제대로 동작하기 어렵다. 예를 들어, ‘브랜드 A’의 스마트 조명을 ‘브랜드 B’의 디지털 음성비서로 설정하거나 제어할 수 없다. 이러한 문제들이 수백 개의 브랜드와 수십 가지 유형의 기기에서 발생한다면, 소비자들은 스마트 홈에 대
10억 차례 이상 반복 구동해도 끄떡없는 차세대 반도체 소재가 개발됐다. 한국연구재단은 서울대 손준우 교수, 포항공대 최시영 교수 연구팀이 ‘상전이 바나듐 산화물 반도체’의 결정구조 상변이를 제어해 열화(소재가 외부·내부적 영향으로 화학·물리적 성질이 나빠지는 현상)를 막을 수 있는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 상전이 바나듐 산화물 반도체는 임계 전압에 이르면 소재 특성이 절연체에서 금속으로 바뀌어 전기전도도가 급격히 증가하는 ‘금속-절연체 상전이’ 현상을 보이는 데, 저전력 광전자 소자와 뉴로모픽(뇌신경 모방) 신소자용 차세대 소재로 주목받고 있다. 다만 급격한 전기적 상전이에 동반하는 결정구조의 상전이가 스위칭 속도를 떨어뜨리고, 부피 변화로 인해 응력(외력에 의해 변형된 물체 안에서 발생하는 힘)이 발생하면서 소재의 내구성에 치명적인 영향을 준다는 문제가 있다. 연구팀은 상전이 바나듐 산화물에 과냉각된 타이타늄 이온을 도핑해 구조적 상변이의 원인인 결정구조의 규칙적인 질서를 교란하는 방법으로 부피 변화를 없애는 데 성공했다. 전자현미경 분석을 통해 물에서 급속도로 냉각된 얼음처럼 나노 영역에서의 구조적 이질성과 무질서함이 부피 변화 없는 상전이를 구
한국과학기술원(KAIST)은 천연 폴리페놀(polyphenol)의 일종인 탄닌산을 이용해 탈모 완화 기능성 성분을 서서히 방출할 수 있는 새로운 탈모 예방 기술을 개발했다고 6일 밝혔다. 탈모에는 호르몬, 유전·환경적 요인이 복합적으로 작용하며, 현재까지도 부작용이 적은 효과적인 치료법이 부족한 실정이다. 대표적인 탈모 치료제인 미녹시딜(minoxidil)과 피나스테라이드(finasteride)는 일정한 효과를 보이지만 장기적으로 사용해야 하고 일부 두피 자극, 가려움증, 혈압 변화 등 부작용이 나타나기도 한다. 연구팀은 천연물질인 탄닌산에 살리실산(salicylic acid)·니아신아마이드(niacinamide)·덱스판테놀(dexpanthenol) 등 탈모 완화 기능성 성분을 결합해 부작용이 없는 새로운 탈모 예방 물질을 개발했다. 포도주의 떫은맛 성분인 탄닌산은 항산화, 항염, 항균 효과가 뛰어나 피부와 두피 건강 개선에 도움이 될 수 있다. 특히 단백질과 강하게 결합하는 특성이 있어 모발의 주요 단백질인 케라틴과 결합해 모발 표면에 지속해 부착될 수 있다. 실제 굿모나의원 연구팀이 개발한 탈모 예방 물질을 적용한 샴푸를 12명의 탈모 환자에게 7일 동안
한 번 충전으로 서울과 부산을 왕복할 수 있는 전기차용 고성능 건식 배터리 전극을 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 개발했다. UNIST는 2일 에너지화학공학과 정경민 교수팀은 건식 공정을 통해 기존보다 5배 두꺼운 배터리 전극을 개발하는 데 성공했다고 밝혔다. 전기차 대중화로 대용량 리튬이온배터리의 필요성이 커지면서 용량과 직결되는 전극은 최대한 두껍게 만들고, 용량과 관련 없는 구성 요소의 비율은 줄이는 설계 방식이 주목받고 있다. 그러나 기존 습식 전극 제조 방식은 분말 형태의 전극 원료를 용매에 풀어내 제작하기 때문에 용매가 증발하는 과정에서 뭉침이 발생하기 쉬워 전극을 두껍게 만드는 데 한계가 있었다. 연구팀이 개발한 건식 배터리 전극의 합제층 밀도(용량과 직결되는 원료 물질의 밀도)는 3.65g/㎤에 달한다. 전극의 면적당 용량도 상용 전극의 5배에 해당하는 20mAh/㎠다. 이 전극을 배터리에 적용하면 전기차의 주행 거리를 약 14% 늘릴 수 있다고 연구팀은 설명했다. 정경민 UNIST 교수는 “기존 전기차 배터리로는 서울과 부산 왕복 주행이 어려웠다”며 “이번 기술을 적용하면 600㎞ 이상의 주행이 가능해져 1회 충전으로 왕복도 가능할 것”이
한국과학기술원(KAIST)이 개발한 우주 탐사용 추력 장치가 누리호 탑재 위성에 실려 우주로 발사된다. KAIST는 원자력·양자공학과 최원호 교수 연구팀이 인공지능(AI)을 이용해 인공위성·우주탐사선의 엔진인 홀 전기 추력기(홀추력기, Hall thruster)의 추력 성능을 획기적으로 높일 수 있는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 홀 추력기는 연소 반응을 이용하는 화학 추력기와 달리 전기에너지로 플라스마(고체·액체·기체를 넘어서 기체가 높은 에너지로 가열돼 이온과 전자로 분리된 제4의 상태)를 생성·가속해 추진력을 얻는 추진 장치이다. 소모 전력 대비 큰 추력을 낼 수 있어 추진제 절약이 관건인 우주 환경 분야에서 군집위성의 편대비행 유지, 우주쓰레기 감축을 위한 궤도이탈 기동, 혜성이나 화성 탐사 등 심우주 탐사 등 다양한 임무에 활용되고 있다. 스페이스X의 ‘스타링크’(Starlink) 군집위성이나 NASA의 ‘사이키’(Psyche) 소행성 탐사선 등 고난도의 우주 탐사 임무에도 홀 추력기가 쓰인다. 고유 임무에 최적화된 고효율 홀추력기를 신속하게 개발하기 위해서는 설계 단계에서부터 추력기의 성능을 정확하게 예측하는 기법이 필수적이지만, 기존 방식은 복
한국과학기술원(KAIST)은 이진우·김형준 교수 연구팀이 음이온 교환막 수전해 셀의 성능과 안정성을 획기적으로 높인 귀금속 단일 원자 촉매를 개발했다고 31일 밝혔다. 수전해 셀은 물을 분해해 수소와 산소를 생산하는 수전해 장치에서 수소와 산소 가스의 혼합을 막아주는 역할을 한다. 여러 수전해 기술 가운데 음이온만 선택적으로 이동시키는 교환막을 전해질로 사용해 수소를 생산하는 음이온 교환막 수전해 셀은 고순도 수소를 다량으로 생산할 수 있는 차세대 수전해 기술이지만, 촉매로 사용되는 백금(Pt) 등 귀금속 값이 비싸 경제성이 떨어진다. 이에 단일 원자 촉매가 대안으로 제시되고 있다. 금속 원자 하나가 지지체에 분산된 형태로, 모든 금속 단일 원자가 반응에 참여하기 때문에 백금 활용도를 극대화할 수 있다. 다만 기존 저온 합성법으로는 안정성과 밀도가 떨어져 제대로 된 성능을 구현하기 어려웠다. 연구팀은 고온 환경에서의 새로운 합성 전략을 기반으로 단일 원자 촉매를 설계했다. 고온에서 높은 안정성을 제공하는 탄소를 귀금속과 강한 상호작용을 갖는 몰리브덴 탄화물과 결합, 성능을 극대화한 지지체를 개발했다. 1000도 이상 고온에서 귀금속이 자발적으로 탄화물 지지체
모터의 고장이나 이상으로 인한 모터 효율 저하는 장기간 지속될 수 있고 이는 상당한 경제적 손실로 이어질 수 있기 때문에 점점 더 많은 기업들이 이 부분에 주목하고 있다. 이 글에서는 일반적인 모터 고장이 모터의 작동 효율에 미치는 영향과, 예측 진단 유지관리 솔루션인 아나로그디바이스(Analog Devices Inc., ADI)의 OtoSense™ 스마트 모터 센서(SMS)가 모터의 작동 효율을 얼마나 높일 수 있는지에 대해 살펴본다. 이와 함께 OtoSense™ SMS 애플리케이션이 이산화탄소 배출과 전기 에너지 비용을 얼마나 줄일 수 있는지를 보여주는 두 가지 사례도 소개한다. 인더스트리4.0은 기술, 로보틱스, 인공 지능(AI), 자동화를 결합함으로써 보다 효율적이고 효과적인 제조 공정을 구현하는 4차 산업혁명이라고 평가된다. 산업 분야는 전 세계 에너지 사용량의 37%를 차지하는데, 이 가운데 70%의 에너지가 모터에 의해 소비된다. 따라서 모터를 최대 효율로 작동시킬 수 있다면 전 세계 전력 소모의 10%를 줄일 수 있을 것이다. 달리 말해, 이는 상태 기반 모니터링(condition-based monitoring, CbM)과 예방 정비(predi
2023년 7월부터 국내 최초로 ODVA는 최근 산업계의 화두인 PROCESS 계장의 디지털화 기술인 이더넷-APL을 소개하는 기술 연재를 시작했다. 이 기술은 업계에서 잘 알려지지 않은 분야이기에, 「이더넷-APL 길라잡이」라는 명칭으로 15호를 끝으로 기술 연재를 마무리했다. ODVA는 2023년 11월부터 제조업 벤더들을 대상으로 ‘이더넷-APL 국제 인증’ 사업을 시행하고 있다. 국내 PROCESS 계장 제조 벤더와 ODVA 회원사가 ‘이더넷-APL 국제 인증’을 받으면, 향후 제품 수출에 큰 도움이 될 것이다. 참고로, 인증에 대한 자세한 사항은 ODVA 웹사이트(www.odva.org)의 ‘Request Ethernet-APL Conformance Test Services’ 페이지에서 확인할 수 있다. 이번 자동화 기술지에서 새롭게 연재하는 기술 내용은 5G 네트워크에 EtherNet/IP를 활용하고 클라우드 환경을 위해 시간 민감 네트워크(TSN)를 이용하는 내용을 다룬다. 이 연재는 총 3회로 나누어 진행될 예정이며, 이는 ODVA가 발표하는 새로운 산업 통신 기술의 일환이다. 개요 산업용 사물인터넷(IIoT) 기술은 빠르게 발전하고 있으며,
한국기계연구원 친환경에너지연구본부와 현대차·기아 전동화설계센터가 협력해 세계 최초로 암모니아를 고압으로 직접 분사하는 방식의 엔진을 개발했다. 이 엔진은 온실가스 배출이 없는 재생 가능한 연료를 활용하여 차량, 선박, 항공기 등 다양한 모빌리티 분야는 물론 산업용 발전기에도 적용 가능할 전망이다. 이번에 개발된 엔진은 수소 운반체로 알려진 암모니아를 별도의 분해 과정 없이 직접 연료로 사용 가능하다는 점에서 혁신적이다. 기존 기체 연료 방식의 출력 불안정성과 유해 배출물 생성 문제를 해결하기 위해 고압 액상 분사 방식을 도입해 안정적인 연료 공급을 가능하게 했다. 이 기술은 순수 암모니아만으로도 세계 최고 수준의 비출력을 달성할 수 있어 추가적인 연소 개선 장치나 첨가물이 필요하지 않다. 연구팀은 성능 최적화를 위해 점화장치 개선, 연료 분사 시기 조정, 흡배기 밸브 열림 시기 최적화를 진행했으며, 암모니아 전용 후처리 시스템을 통해 질소산화물과 미연 암모니아 배출량을 최소화했다. 그 결과, 열효율과 출력이 크게 향상되었고 유해 배출물도 대폭 감소했다. 박철웅 한국기계연구원 책임연구원은 “이번 기술은 기존 암모니아 엔진의 성능을 획기적으로 개선한 신개념 기술
한국생산기술연구원(이하 생기원)이 고체수소 저장기술 개발에 성공하며 수소 저장의 효율성과 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 돌파구를 마련했다. 이번 연구는 박형기·나태욱 수석연구원을 중심으로 한 기능성소재부품그룹 연구팀이 주도했다. 수소는 에너지 밀도가 낮아 고압으로 압축한 뒤 운송하는 방식이 주로 사용되어 왔지만, 이 과정에서 운송 효율이 낮고 안전 문제가 발생하는 한계가 있었다. 이에 비해 고체수소 저장기술은 낮은 압력에서도 높은 부피 저장 밀도를 제공하며, 보다 안전하고 효율적인 수소 저장 방법으로 주목받고 있다. 연구팀은 수소저장합금의 원천 성분계를 개발하고, 이를 통해 고체수소 저장 모듈을 제조하는 데 성공했다. 이 합금은 10기압 이하의 낮은 압력에서도 별도의 압축이나 냉각 없이 상온에서 수소를 저장할 수 있는 특징을 갖는다. 또한, 시스템 기준으로 1㎥당 약 50㎏의 수소를 저장할 수 있는 부피저장밀도를 구현했다. 이번 연구 성과는 하이드로켐과의 협력을 통해 상용화 가능성을 확인했다. 연구팀은 하이드로켐과 함께 수소저장합금 300㎏을 장입한 고체수소 저장 모듈을 개발했으며, 이 모듈은 액화수소와 유사한 저장 밀도를 구현함과 동시에 충전 및 방출 과
한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 김지한 교수 연구팀이 인공지능(AI)을 이용해 사용자가 원하는 물성을 갖는 나노 신소재를 설계할 수 있는 기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 최근 텍스트와 이미지, 비디오 생성 등 다양한 분야에서 생성형 AI가 주목받고 있지만, 소재 개발 분야에서는 실용적으로 활용되지 못하고 있다. 특히 구조가 복잡한 다공성 소재의 경우, 입력하는 데이터의 형식이 제한돼 생성형 AI를 활용하는 데 어려움이 있었다. 연구팀은 화학 분야 나노 신소재로 주목받고 있는 금속유기골격체(MOF·금속과 유기물을 결합한 다공성 소재)의 공극 구조를 효율적으로 설계할 수 있는 생성형 AI 모델 ‘모퓨전’을 개발했다. 처음으로 다공성 물질에 3차원 모델링 기법에 사용되는 함수를 도입, 효율적인 구조 생성이 가능하다. 사용자는 원하는 물성을 숫자, 텍스트 등 다양한 형태로 입력할 수 있으며, 모델은 데이터의 형태와 상관없이 높은 생성 성능을 낼 수 있다. 생성 효율은 81.7%로, 기존 보고된 다른 모델들을 크게 웃도는 것으로 나타났다. 특히 사용자가 원하는 수소 저장 용량을 반영한 MOF 공극 구조 생성에서 높은 정확도를 보였다고 연구팀은 설명했다.
한국과학기술원(KAIST)은 기계공학과 오일권 교수 연구팀이 형상기억합금을 이용해 보이지 않아도 공간을 감지할 수 있는 촉각 기술 ‘직교 방향 제어 웨어러블 햅틱’(WHOA)을 개발했다고 21일 밝혔다. 최근 화재 등 재난 상황에 드론을 투입해 정보를 수집하는 촉감형 인터페이스 기술이 활발히 연구되고 있지만, 기존 기술은 시야가 제한된 상황에서 입체적인 정보를 전달하는 데 어려움이 있었다. 연구팀은 외부 힘으로 형태가 바뀌더라도 온도가 올라가면 본래 형태로 돌아가는 특수 금속인 형상기억합금 소재를 적용, 3차원 공간 정보를 재구성할 수 있는 웨어러블 햅틱 기술(옷감형 구동기)을 개발했다. 서로 수직인 독립된 촉감 모드를 생성, 팔이나 발에 착용했을 때 사용자에게 입체 공간정보를 촉감으로 전해 내비게이션과 원격 조작을 직관적으로 수행할 수 있도록 보조한다. 사용자는 가로, 세로 방향의 독립적인 촉각 모드 조합을 통해 드론이 보낸 공간정보 데이터를 입체적으로 피드백 받을 수 있으며, 신발 안 작은 공간에서도 동작이 가능해 장시간 착용 시 피로를 최소화할 수 있다. 연구팀은 WHOA를 적용한 드론 내비게이션 시스템을 화재 현장의 건물을 배경으로 한 가상현실(VR)