현대모비스·현대차 공동개발…전기차 배터리 보호·주행성능 향상 등 효과 노면 상태, 도로 종류 등 자동차 운행 환경에 따라 차량 높이가 자동 조절되는 시스템이 개발됐다. 현대모비스는 다양한 환경에 적용 가능한 '차량 높이 자동조절시스템'(ELC)을 현대자동차와 공동 개발했다고 5일 밝혔다. 양사는 이 시스템의 기술 신뢰성과 부품 내구성 등을 검증하는 중이다. ELC는 주행 상황에 따라 전동식 유압펌프를 이용해 위아래로 최대 60㎜까지 차량 높이를 조절할 수 있다. 4개 바퀴에서 모두 높낮이 조절이 가능하다. 높낮이는 주행 속도, 적재량에 따른 차량 높이 변화 등을 센서가 감지해 자동 조절되며, 필요에 따라 사용자가 수동으로 조절할 수도 있다. 차량 높이를 올리면 도로 연석이나 비포장도로, 과속방지턱 등에 바닥이 긁혀 손상되는 위험을 덜 수 있다. 전기차의 경우 차량 높이를 올려 차체 바닥에 깔리는 고전압 배터리를 보호하는 효과도 있다. 고속도로를 주행할 때는 높이를 낮춰 공기 저항을 최소화하면 주행거리를 늘릴 수 있다. 고성능차는 차량 높이를 낮추면 무게중심도 낮아져 주행 성능이 향상된다. ELC를 목적기반차량(PBV)에 적용하면 짐을 싣고 내릴 때나 승객의
수산업에서 지속가능한 어업·수산 양식을 위해 기존의 초음파나 온도계 등과 더불어 카메라를 통해 ‘보는’ 행위가 적극적으로 이루어지고 있다. 또한 얻은 화상·영상 등의 시각 정보를 해석·이용하는 것은 날마다 변화하는 대상 자원과 해양 환경에 대응하기 위해 없어서는 안 되는 것이다. 여기서는 양식어를 위한 개체 식별 기술, 수하식 가리비 양식업을 위한 3차원 계측 기술, 계측 행위로 구성된 심층학습 데이터 세트 생성 툴에 대해 소개한다. 양식어를 위한 개체 식별 기술 수산 양식에서 활어조 내 양식어의 정확한 마리 수를 파악하고 관리하는 것은 사료량과 생산출하량을 조절하기 위해 매우 중요하다. 그러나 대부분의 양식 대상은 수만 단위로 사육되기 때문에 중량 등에 따라 어림잡아 관리되는 경우가 많다. 농업 분야에서 R. Ishiyama 등은 멜론 표면의 그물 모양 무늬를 각 개체에서 고유한 것으로 가정, 사람의 지문 대조 기법과 적응하는 개체 식별 기법을 제안하고 있다. 필자 등은 참고등어의 체표면 무늬에 주목해 태그 등의 부여 없이 정확한 마리 수 관리 및 건강관리를 위한 개체 식별 시스템을 제안하고 있다. 여기서는 참고등어의 개체 식별 기법에 대해 소개한다. 1.
어플라이드 머티어리얼즈가 추가적인 비용, 복잡성, 에너지, 재료 소비 없이 반도체 제조사가 설계를 축소할 수 있도록한 패터닝 기술을 2일 공개했다. 이 기술을 통해 반도체 제조사는 고성능 트랜지스터 제작 및 배선층 제작 과정에서 EUV 노광 스텝을 줄임으로써 첨단 반도체 제조에 소요되는 비용 및 복잡성을 낮추고 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있다. 고객들은 EUV의 분해능 한계보다 작은 반도체 소자를 프린팅할 때 칩 면적 최적화를 위해 EUV 더블 패터닝 사용을 확대하고 있다. 반도체 제조사는 고밀도 패턴을 절반으로 분할하여 프린팅하는 EUV 더블 패터닝을 사용해 EUV의 분해능 한계에 대응하는데 이때 마스크 2개가 제작되고 절반으로 분할된 패턴은 모두 층간 패터닝 필름에 결합된 후 웨이퍼에 식각된다. 이러한 더블 패터닝은 소자 밀도 증대 측면에서 효과적이지만 설계와 패터닝을 복잡하게 하고 시간, 에너지, 재료, 물이 소비되는 여러 공정 스텝이 필요해 웨이퍼 팹 및 웨이퍼 생산 비용을 높인다. 이에 어플라이드 머티어리얼즈는 주요 고객사와 협력해 'Centrua Sculpta' 패터닝 시스템을 개발했다. 반도체 제조사는 싱글 EUV 패턴을 프린팅한 다음 Scu
"하버드대 출시 3.8㎏ 로봇보다 가벼운 2.5㎏" 한국생산기술연구원은 인공지능(AI)·로봇연구부문 안범모 박사 연구팀이 부피·무게·소음을 줄여 옷 안에 착용할 수 있는 보행 보조로봇을 개발했다고 23일 밝혔다. 한국과학기술원(KAIST)·서울대학교병원과 공동으로 개발한 보행 보조로봇 'ASSIST'는 소형 공압(압축공기에 의한 압력) 발생기가 장착된 무게 1.9㎏의 공압 백팩과 0.6㎏의 초경량 로봇으로 구성됐다. ASSIST는 공압 백팩에서 만들어진 고압 공기를 튜브를 거쳐 로봇에 전달한다. 사용자 보행 특성에 맞춰 걸을 수 있도록 기계적 힘을 공급하는 방식이다. 탄소 섬유 소재로 발판을 만들고, 로봇 무게를 등산화 무게 정도인 0.6kg으로 경량화했다. 신발 안에 신고 발목·정강이에 고정한 후 옷으로 덮으면 외부에서 드러나지 않는다. 공압백팩은 어깨에 메는 구조이다. ASSIST는 미국 하버드대학교가 출시한 총 무게 3.8㎏의 보행 보조로봇인 엑소 슈트보다 가볍고, 케이블 구동기를 쓰지 않는 공압 방식 특유의 유연성으로 인해 안정성이 높다고 연구팀은 설명했다. 서울대병원 임상평가에서 ASSIST 착용 후 보행 시 최대 30도까지 발목 관절을 들어줄 수
자율주행차·로봇·드론 등에 활용…'사이언스 로보틱스' 게재 지스트(광주과학기술원) 등 국내 연구진이 바닷속 불리한 환경에서도 먹잇감을 잡는 갑오징어의 눈을 모방해 불규칙한 빛 조건에서도 고대비·고해상도 영상을 얻을 수 있는 카메라 시스템을 개발했다. 23일 지스트에 따르면 갑오징어는 위쪽 빛은 차단하고 아래쪽 빛은 많이 받아들이기 위해 동공이 W자 모양이 돼 빛 조건을 조절한다. 망막에는 아래쪽 빛이 들어오는 영역에 광(光)수용체들이 밀집돼 있어 먹잇감이 지나다니는 아래쪽으로 고해상도의 시력을 구현한다. 연구진은 구형 렌즈 앞 조리개를 갑오징어의 동공 모양과 같이 W자형으로 만들어 위쪽에서 강하게 들어오는 빛을 효과적으로 감소시켰고 광다이오드가 과노출되지 않게 했다. 또 갑오징어 망막처럼 관심 영역이 영상으로 맺히는 영역에 광다이오드 픽셀을 밀집시켜 효율적으로 고해상도 영상을 얻게 했다. 기존 카메라 시스템은 불규칙한 빛 조건에서 영상을 얻은 후 소프트웨어로 개선하는 후처리 방식이지만, 이 시스템은 하드웨어 자체에서 빛 조건을 조절해 질 높은 영상을 수집할 수 있어 효율적인 영상 처리가 가능하다. 원통형 광다이오드에 유연하게 밀착되는 탄소나노튜브 기반 편광
방탄복이나 우주항공 소재에 쓰이는 아라미드 섬유에 전기 전도도를 추가한 복합섬유가 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 전북 복합소재기술연구소 기능성복합소재연구센터 김대윤 박사 연구팀이 아라미드 섬유에 탄소나노튜브를 적용해 가볍고 강하면서 기존에 없던 전기 전도도까지 갖는 복합섬유를 개발했다고 23일 밝혔다. 아라미드 섬유는 무게는 강철의 5분의 1이지만 강도는 5배 높아 '슈퍼섬유'로 불린다. 고(故) 윤한식 KIST 박사가 국산화에 나서 1984년 독자 기술을 개발했다. 연구팀은 누에고치가 고강도 섬유를 만들 때 액체와 고체 중간 상태인 '액정상'을 이용하는 것에 착안해 아라미드 내부에 탄소나노튜브 응집을 최소화한 복합섬유를 개발했다. 그 결과 기존 상용 아라미드섬유와 같은 강도를 가지면서도 전기전도도가 구리 전선의 90% 수준인 복합섬유를 구현해냈다. 연구팀은 이번에 개발한 섬유가 유연하고 부식성이 없는 데다 구리 전선의 30% 수준으로 가벼운 만큼 국방용 소재나 의료용 로봇, 항공우주 분야에서 차세대 전선으로 쓰일 것으로 기대했다. 김대윤 박사는 "이번에 개발된 기술은 슈퍼섬유 시장의 판도를 바꿀 수 있는 원천기술"이라고 말했다. 한편 연구 결과는
이 글에서는 TPO(true power-on) 다회전 검출 기능을 구현하기 위해 현재 사용되는 기법들을 설명하고, 산업용 및 차량용 위치 센싱 시장을 재편할 만한 혁신적인 솔루션을 소개한다. 이 간소화된 시스템을 사용하면 자기 시스템(magnetic system) 설계에 관한 전문성이 없는 설계 엔지니어도 기존의 크고 비싼 솔루션을 손쉽게 대체할 수 있다. 시스템이 항상 자신의 위치를 알고 있어야 하는 차량용 및 산업용 애플리케이션에서는 위치 센서와 인코더가 사용되는 것을 쉽게 볼 수 있다. 그런데 기존의 위치 센서와 인코더 제품들은 단일 회전, 다시 말해서 360 TPO(true power-on) 위치 정보만을 제공할 수 있다. 다회전 또는 보다 넓은 측정 범위에 걸쳐서 TPO 위치 정보를 필요로 하는 시스템은 백업 전원을 사용함으로써 예상치 못한 전원 중단 시에 단일 회전 센서의 다회전을 추적 및 기억하기도 하고, 또는 시동이 꺼져 있는 상태에서 다회전 움직임을 추적하기도 한다. 그렇지 않으면, 기어 감속 메커니즘을 추가해서 다회전을 단일 회전으로 줄이고 단일 회전 센서와의 조합을 사용해서 TPO 다회전 위치 정보를 구할 수도 있다. 이러한 시스템은 가
ALD 공정에 기여하는 밸브 제어 시스템 생산량을 극대화해야 하는 과제와 함께 최신 마이크로칩 생산에 필요한 공정은 점점 복잡해지고 정밀해지고 있습니다. 그렇기에 반도체 생산업체들은 보다 면밀한 공정 제어를 추구합니다. 반도체 생산 수율을 최적화하려면 원자층 증착(ALD)과 같은 생산 공정에서 성능 오차가 더 미세해야 합니다. 즉, 최적 생산성의 ALD 공정에는 정밀한 화학물질 투여 및 공급 시스템이 필수적입니다. 잘 설계된 밸브 제어 시스템이 이 공정에 기여할 수 있습니다. 반도체 석학들이 마주하고 극복했던 중요한 수수께끼가 기술의 지속적인 혁신에 전환점이 되었던 그 이유를 파헤쳐보겠습니다. 반도체 산업의 간략한 역사 반도체 산업은 1960년대 실리콘 밸리에서 시작됐습니다. 1990년대 후반에 이르러 과학계는 반도체 칩 하나당 트랜지스터 수가 2년마다 두 배가 될 것이라고 예측한 무어의 법칙이 곧 한계에 부딪힐 것으로 예상했습니다. 이는 소자에 사용되는 기존 유전체 층의 기술적 한계와 관련이 있으며, 업계는 SiO2를 대체할 유전체 재질이 곧 필요하게 될 것임을 알았습니다. 하지만 이미 SiO2는 증식이 편리하고 실리콘 웨이퍼상에서 탁월한 정밀도와 균일도를
표면손상 없는 집속 이온빔 이용 LED디스플레이 기술 개발 한국과학기술원(KAIST)은 물리학과 조용훈 교수 연구팀이 집속 이온 빔을 이용한 초고해상도 발광 다이오드(LED) 디스플레이 기술을 개발했다고 22일 밝혔다. 이 기술로 평균 머리카락 굵기인 약 100미크론(㎛·100만분의 1m)의 200분의 1정도인 0.5 미크론 규모의 픽셀을 구현할 수 있다. 집속 이온 빔 기술은 재료공학·생물학 등 분야에서 초고배율 이미지 처리나 나노 구조체 제작 등에 널리 쓰여 왔다. 하지만 LED와 같은 발광체 위에 집속 이온 빔을 사용하면 빔을 맞은 부분과 그 주변 영역 발광이 급격히 감소하기 때문에 나노 발광 구조를 제작하는 데 어려움을 겪었다. 연구팀은 표면이 깎이지 않을 정도로 세기가 약화한 집속 이온 빔을 사용했다. 이 방법은 집속 이온 빔을 약하게 제어해 물질 표면에 어떤 구조적 변형을 일으키지 않고, 발광하는 픽셀 모양을 자유자재로 설정할 수 있는 장점이 있다. 조용훈 교수는 "집속 이온 빔을 이용해 복잡한 공정 없이도 미크론보다 작은 규모의 초소형 픽셀을 만들 수 있는 기술을 새롭게 개발했다"며 "이는 차세대 초고해상도 디스플레이와 나노 광전소자에 응용될 수
UNIST가 에너지화학공학과 권영국 교수팀이 니켈 질화물을 도입한 바나듐-니켈-철기반 촉매 개발에 성공했다고 밝혔다. 연구팀에 따르면, 개발된 촉매는 알칼라인 조건에서 실질적으로 상업화에 필요한 전류밀도의 두 배인 전류밀도 1 A/cm2를 낮은 과전압(270 mV)에서 도달했다. 연구팀은 해당 촉매가 안정성 실험에서 1000시간 동안 손상 없이 안정적으로 구동되는 것을 확인했다고 전했다. 또한 연구팀은 음이온 교환막 수전해 시스템의 초순수 환경에서는 전체 셀 전압 1.85 V에서 전류밀도 685 mA/cm2를 나타내어 뛰어난 성능을 보였다고 밝혔다. 이는 귀금속 촉매 기반 음이온 교환막 수전해 성능(전체 셀전압 1.85 V 전류밀도 355 mA/cm2) 대비 약 두 배 가량 높은 수치를 보였다. 수전해 기술은 미래의 에너지 운반체인 그린수소를 생산하는 대표적인 기술이다. 기존의 비싼 수전해 기술의 수소 경제성을 높이기 위해 개발된 시스템이 바로 음이온 교환막 수전해 시스템인데, 이는 아직 연구단계에 머물러있으며 특히, BOP(Balance of Plant)의 내구성을 높이기 위해서는 초순수를 이용한 수전해 기술이 발전돼야 한다. 초순수전해의 경우 산성 혹은
미디어젠은 한국전자통신연구원(ETRI)의 연구 인력 현장 지원 프로그램을 통해 기존에 음성 스펙트럼 채널이 1개인 것을 보완해 RGB 3채널을 이용한 음성 스펙트럼을 개발했다고 21일 밝혔다. 현재 가장 널리 사용되는 음성 인식 특징은 '로그 멜 스펙트럼'이지만, 이 특징은 음성 신호의 다양한 생성 과정을 포함하지 못한다는 단점이 있다. 또 심층 학습망의 특성상 입력이 되는 특징이 다양한 음성의 특징적 요소를 각각 표현해줄 수 있어야 이를 바탕으로 더 지능적인 학습을 진행할 수 있다. 이에 따라 미디어젠은 ETRI 연구 인력 현장 지원 프로그램을 통해 음성 발성 모델을 활용, 분석된 성도 필터 정보와 신호 정보를 채널화함으로써 RGB 구성 요소를 갖는 컬러 스펙트럼을 개발했다. 일반적으로 성도 필터 정보는 음소를 표현하기에 적합하며 배경 잡음에 상대적으로 강인한 특성이 있고, 신호 정보는 음성 정보뿐만 아니라 발성 개인의 특성을 잘 표현해주는 특성이 있다. 컬러 스펙트럼에서는 이런 정보를 분석한 뒤 특징화해 음성 인식 시스템을 학습할 때 이를 심층 학습망에 알려줌으로써 인공지능이 음성 인식에 필요한 특징 정보를 선택하도록 도움을 준다. 이를 증명하기 위해 수
광주과학기술원(GIST) 연구진이 전기화학적 표면처리를 통해 니켈 기반 화합물 촉매의 수소 발생 효율을 기존 대비 40% 이상 향상시켰다. ‘수소 발생 효율’은 발생한 수소 연료의 부피 당 필요한 전력소모량을 결정하는데, 이번 연구에서 개발된 촉매를 수전해에 활용하면 수소 연료 생산 시 전력 소모량을 약 30% 감소시켜 수소 연료 가격을 낮추는 데 기여할 것으로 기대된다. 수전해는 양극에 수소 발생 촉매와 산소 발생 촉매를 사용해 전위차를 발생시켜 물로부터 각각 수소 기체와 산소 기체를 발생시키는 장치로, 수소 연료 발생 과정에 있어 이산화탄소 등 온실가스를 발생시키지 않아 친환경 수소 연료 생산을 위한 핵심기술로 주목받고 있다. 현재 수소 발생 촉매로 활용되는 대부분의 물질은 백금을 비롯한 귀금속 촉매인데, 이러한 귀금속 촉매들은 가격이 높아 수소 연료의 가격을 높이는 주요한 원인이 되기 때문에 니켈, 코발트, 철 등의 비(非)귀금속 촉매를 개발하는 연구들이 많이 진행되고 있다. 하지만 비귀금속 촉매는 백금 대비 효율이 낮아 많은 전력이 필요하고, 이는 수소 연료의 가격을 높이기 때문에 비귀금속 촉매의 수소 발생 반응 속도를 높이기 위한 연구가 필요하다.
전기차 대용량 급속 충전기 기술로 활용 가능해...기업체 기술이전으로 양산화 추진 국내 연구진이 개발한 ‘반도체 변압기’ 기술이 차세대 E-모빌리티의 급속 충전 인프라 확대에 크게 기여할 것으로 주목받고 있다. 한국전기연구원(이하 KERI) 전기추진연구센터 백주원 박사팀은 효성, 중앙제어와 함께 ‘반도체 변압기를 활용한 전기차 급속 충전기’를 개발했다고 밝혔다. 변압기는 전압을 원하는 값으로 바꾸어 주는 장치다. 흔히 도로에서 많이 발견되는 전봇대의 주상변압기는 22.9kV(국내 배전 전압 기준)의 큰 교류 전압을 220V 또는 380V로 낮춰주는 역할을 한다. 그리고 대부분의 전자기기는 직류를 기반으로 작동하기 때문에 교류를 직류로 바꾸는 컨버터가 반드시 필요하다. 최근 4차 산업혁명 시대를 맞아 우리가 사용하는 많은 제품의 전기화(Electrification)가 이루어지고 있다. 이러한 제품에는 에디슨의 직류를 사용하는 것이 보다 효율적이므로, 반도체 변압기도 큰 주목을 받고 있다. 반도체 변압기는 전력·전자 기술을 이용해 전통적인 변압기를 대체하는 새로운 형태의 전력변환 기기다. 기존 변압기와 비교해 자유롭게 전압과 전류를 조절할 수 있고 무게와 부피,
지스트(광주과학기술원)는 신소재공학부 권인찬 교수 연구팀이 산업 폐기물 속에 포함된 수소를 이용해 폐기물 속 이산화탄소를 연료전지의 원료인 '개미산(포름산)'으로 쉽게 전환하는 효소를 발굴했다고 8일 밝혔다. 지스트에 따르면 기후 온난화에 영향을 미치는 산업 폐가스를 유용한 화학연료로 전환하는 연구에서 핵심은 산업 폐가스에 포함된 다른 가스에 영향을 받지 않고 전기와 같은 별도의 에너지 공급이 필요 없는 공정을 개발하는 것이다. 최근 수소저장체나 연료전지 개발에 활용되는 물질로 주목받는 개미산은 수소를 저장할 수 있는 화학 원료로서 촉매를 이용해 이산화탄소에 수소를 결합해 만들 수 있다. 하지만 부생가스와 같은 여러 기체가 혼합된 자원에서도 사용할 수 있는 효과적인 촉매의 개발이 시급하다. 권인찬 교수 연구팀이 산업 폐기물에 포함된 이산화탄소를 유용한 개미산으로 전환하기 위해 부생가스에 포함된 수소를 사용할 수 있는 효소 조합을 개발한 것이다. 연구팀은 산소 저항성이 존재하는 '수소화효소' 및 '포메이트 탈수소효소' 조합을 선정하고, 산소가 존재하는 조건에서 별도의 에너지 공급 없이 이산화탄소를 개미산으로 전환하는 데 성공했다. 보통 수산화나트륨 등을 이용해
의료 영상, 군용 감시, 자율주행용 영상등 다양한 차세대 정밀 영상 기술 분야에 적용 기대 KAIST는 바이오및뇌공학과 장무석 교수 연구팀과 김재철AI 대학원 예종철 교수 연구팀이 공동 연구를 통해 인공 지능의 신뢰도 문제를 해결할 수 있는 물리적 학습 기반의 영상 복원 딥러닝 기술을 개발했다고 6일 밝혔다. 연구팀은 영상 취득 환경에서 발생할 수 있는 변수 대부분이 물리적 법칙을 통해 수학적으로 기술 가능하다는 점에 착안해 물리적 법칙과 심층 심경망이 통합된 학습 기법을 제시했다. 모든 영상 기술은 물리적인 영상 기기를 통해 영상 정보를 취득한다. 연구팀은 이 정보 취득 과정에 대한 물리적인 통찰력을 인공지능에 학습시키는 방법을 개발했다. 예를 들면, '네가 도출한 복원 결과가 물리적으로 합당할까?' 혹은 '이 영상 기기는 물리적으로 이런 변수가 생길 수 있을 것 같은데?'라는 식의 질문을 통해 물리적 통찰력을 인공지능에 이식하는 방법을 제시한 것이다. 연구팀은 변화하는 영상 취득 환경에서도 신뢰도 높은 홀로그래피 영상을 복원하는데 성공했다. 홀로그래피 영상 기술은 의료 영상, 군용 감시, 자율 주행용 영상 등 다양한 정밀 영상 기술에 다양하게 활용될 수