집 안의 사물들을 자동으로 제어하는 스마트홈 시스템이 점차 보편화되고 있다. TV, 냉장고, 에어컨 등의 가전제품은 물론 조명, 도어, 온도 조절, 가스 밸브 등의 사물까지 스마트폰과 같은 디바이스로 통합적인 제어를 할 수 있게 된 것. 각 사물은 스마트 센싱(온·습도, 음성, 영상, 적외선 및 동작 감지 등)을 통해 데이터를 생성하고, 이 데이터는 중앙 허브에 모아진다. 수집된 데이터를 분석 과정을 거쳐 사용자에게 최적의 제어값을 준다. 근래 들어서는 아마존 알렉사, 구글 홈, 애플 홈팟 등의 인공지능 스피커들이 집 안의 거의 모든 사물들을 제어하는 스마트 비서 역할을 하고 있다. ▲ 아마존 에코 홈 자동화는 이 기술이 진화의 초기 단계에 있다는 과제에 직면해있기 때문에 어떤 중앙 허브는 효과적으로 작동하는 반면 어떤 허브는 그렇지 못한다. 홈 자동화 중앙 허브와 디바이스 제조사들은 에너지 소비를 줄이면서 성능은 높이고 편의성을 향상시키기 위해 지속적으로 혁신을 추구하고 있다. 대부분의 제품들은 가까이 위치해 있는 사람들에 대한 존재 또는 그들의 접근을 빠르게 감지하고 작동하지 않을 때는 대기 모드를 유지해 전력을 절감한다. 이러한 제품들은 감
“4차 산업혁명이요? 실리콘밸리에선 모르는 용어입니다” 데니스 홍 교수(미국 UCLA대학)가 2016년 말 한국일보와의 인터뷰에서 한 말이다. 그는 “4차 산업혁명이란 단어는 미국 실리콘밸리에선 사용하지 않고 있는 용어”라며 “4차 산업혁명 자체는 정보통신기술(ICT) 융합 산업 연장선의 이상도 이하도 아니다”고 강조하였다. 스위스 다보스 포럼 이후 전세계적 화두로 떠오른 4차 산업혁명은 단지 정보통신기술(ICT) 융합산업의 연장선에서 많은 정보를 수집할 수 있는 기기와 매체들을 통하여 수집된 정보를 효율적으로 활용하여 여러 산업의 활동을 보다 지능적으로 행할 수 있도록 한다는 시각도 적지 않다. 현재까지 세계는 1차(기계혁명), 2차(에너지혁명) 그리고 3차(디지털혁명) 산업혁명을 거치면서 산업적, 경제적, 사회적, 생활적으로 급속한 변화를 겪었다. 산업혁명을 이렇게 기술혁신에 기반하여 기술/사회/경제/문화/생활에 큰 변화를 이룬 것을 의미한다면, 사실 2000년 이후 점진적으로 개발되어 온 신기술이 앞에서 언급한 다방면적 변화를 초래했다는 것이 사실이기에 우리가 4차 산업혁명 시대에 살고 있
[첨단 헬로티] 박병국 교수(한국과학기술원) 연구팀이 자성메모리(MRAM)의 새로운 동작 원리인 열로 스핀전류를 생성하는 소재기술을 개발했다고 과학기술정보통신부(장관 유영민, 이하 ‘과기정통부’)는 밝혔다. 스핀전류는 일반적인 전류는 전자가 가지고 있는 전하(charge)의 흐름을 말하는데, 스핀전류는 전자의 또 다른 고유특성인 스핀(spin)이 이동하는 현상이다. 스핀전류는 전하의 실제적인 이동이 없이 나타날 수 있어 주울열(Joule heating)로 인한 전력손실로부터 자유로울 수 있다. 자성메모리는 실리콘 기반의 기존 반도체 메모리와 달리 얇은 자성 박막으로 만들어진 비휘발성 메모리 소자다. 외부 전원 공급이 없는 상태에서 정보를 유지할 수 있으며 집적도가 높고 고속 동작이 가능한 장점이 있어, 차세대 메모리로 개발되고 있다. 자성메모리의 동작은 자성소재에 스핀전류를 주어 자성의 방향을 제어하는 방식으로 이루어진다. 이때, 기존 자성메모리는 스핀전류를 전기로 생성하는데, 이번 연구에서 열로 스핀전류를 발생시키는 소재기술을 개발했다. 그동안 열에 의해 스핀전류가 생성되는 현상, 즉 스핀너런스트 효과(Spin Nernst Effect
잉크젯 프린팅 기술이 인쇄전자산업에서 LCD, OLED와 같이 디스플레이를 제조하는 기술로 적용되고 있고 QD와 micro LED 등 차세대 디스플레이를 제조하는 데도 적용이 예상된다. 이에 잉크젯 프린팅 기술이 무엇인가 알아보고 현재 잉크젯 기술의 적용 현황 그리고 잉크젯 기술의 장비 시장 현황 및 전망을 알아보고자 한다. 디스플레이 분야에서 잉크젯 프린팅 기술이 컬러필터, 액정 코팅 등 다양한 분야에 이용되고 전극, 블랙베젤인쇄 등 디스플레이 모듈 제조분야로도 넓어지고 있다. OLED 디스플레이 제조에 있어서 잉크젯 프린팅 기술이 먼저 적용된 분야는 박막봉지분야이고 앞으로 화소공정에서 폴리머 소재를 잉크화하여 RGB 발광층 형성공정까지 적용하기 위해 개발 중임 OLED 공통층인 HIL, HTL도 잉크젯 기술로 인쇄하는 공정도 개발되고 있으며, OLED에 적용된 비슷한 기술이 QD과 micro LED에도 적용될 것으로 예상된다. 이외에도 광추출 향상을 위한 마이크로 렌즈형성, 임프린트(Imprint) 공정을 위한 도포 공정 등 다양한 분야에 잉크젯 기술의 적용이 예상되고 있다. 현재 OLED 디스플레이 제조에 적용되는 잉크젯 프린터는 대부분 외국 회사 제품
오토모티브 사업에서 가장 흥미로운 요소 중 하나는 컴퓨팅 기술이 그 어느 때보다 널리 채택됨에 따라, 운전자와 동승자를 위한 성능과 기능의 확장 속도가 점점 빨라지고 있다는 것이다. 오토모티브 엔지니어들은 모두 한 가지 단순한 목표를 갖고 있다. 더 친환경적이고 안전하며 접속성이 뛰어나고 재미있는 자동차를 만드는 것이다. 시장의 큰 흐름 외에 근본적인 변화도 있다(그림 1). 바로 개발 사이클이 짧아지고 있다는 점이다. 자동차는 인포테인먼트와 커넥티비티, 자율주행 및 안전 기능, 대체 에너지 기술 등을 가능하게 하는 기술들의 급속한 도입으로 크게 진화되고 있다. 첨단 전자공학과 소프트웨어에 힘입은 기능들이 머스트 해브 기능과 중요한 차별화 요소로 부상하고 있으며, 자동차의 데이터 처리량과 복잡성은 불과 몇 년 만에 엄청나게 늘어났다. ▲ 그림 1. 오토모티브 산업 동향 최근 시장 조사에 따르면 자동차 구매 유인이 지난 몇 년 동안 크게 늘었는데, 이것은 신기술에 대한 고객의 관심이 증가했다는 것을 나타낸다. 이러한 기술들에는 운전석의 ‘접속 라이프스타일’과 대시보드를 맞춤 지정할 수 있는 기능, 안전성과 보안성을 늘린 주행 체험 등이 해
지금부터 가정에서 심전계(ECG)를 만드는 방법을 보여주려 한다. 이 기계의 용도는 심장이 만들어내는 자연 상태의 전위를 증폭시키고 측정하여 기록하는 것이다. ECG는 병리학적 상태를 직관적으로 알려주고 심장 조절에 관한 많은 정보를 밝혀준다. 이 자가 심전계 (DIY ECG) 프로젝트는 노이즈 저감용 구성부품을 제거하여 회로를 단순화하며, LabVIEW로 데이터를 처리하여 이를 가능케 한다. 1단계. 부품 하드웨어 1) Analog Discovery 2 USB 오실로스코프 (Analog Discovery 2 USB Oscilloscope) 2) 2개의 OP482 Op Amp 3) 10개의 100 kΩ 저항 4) 7개의 10 kΩ 저항 5) 1 uF 전해 캐패시터(electrolytic capacitor) 6) 1 uF 자기 캐패시터(ceramic capacitor) (104M) 5) 6개의 다이오드 (50V 일반 용도 정류기 1N4001) 6) 브레드보드(Breadboard) (필자의 경우 Explorer 보드를 사용했다.) 7) DIN ECG 스냅 리드 또는 엘리게이터 클립 8) 3개의 표면 전극 또는 3개의 페니 동전 (동전을 사용하는 경우에는 보습용
누화(CROSSTALK) ⑥ 입력 커패시터와 단일 종단 동작을 사용해 PCB 누화를 낮추다 LTC2358은 고유의 회로를 사용해서 동적 채널들 간에 극히 우수한 내부 누화 절연을 달성한다(109dB 정격). 위아래 도전층으로 접지를 사용해서 PCB 상에서 아날로그 입력으로 연결되는 배선을 차폐함으로써 채널들 간의 외부 커패시티브 누화를 최소화할 수 있다. 인접한 패키지 핀들 간의 커패시턴스는 0.16pF이다. 낮은 소스 저항과 높은 소스 커패시턴스를 조합적으로 사용해서 외부적인 커패시티브 결합 누화를 줄일 수 있다. 예를 들어서 그림 13의 IN0에서는 소스 저항과 별개로 아날로그 입력으로 18nF 커패시터를 사용해서 인접 핀으로부터 유발되는 0.16pF의 커패시티브 결합을 100dB 감쇠하고 있다. ▲ 그림 13. 입력 커패시터와 낮은 소스 임피던스를 사용해서 PCB 누화를 낮출 수 있다. 낮은 소스 임피던스 역시 외부 배선 누화를 낮출 수 있다. 그림 13의 채널 IN1은 입력 커패시턴스와 별개로 100Ω(또는 그 이하) 소스 저항을 사용해서 100kHz에 이르기까지 100dB의 누화 제거를 달성하고 있다. 높은 주파수에 높은 소스
초고령화 시대, 정년의 연장과 임금피크제의 도입. 진급은 어려워지고, 청년 일자리는 줄어들고 있는 지금. 저자는 1인 기업, 그중에서도 제조업에 희망이 있다고 말한다. 이게 과연 가능한 일일까? 돈을 벌수는 있을까? 설사 가능하다 하더라도 혼자서 일한다는 게 익숙하지도 않고, 지금 하는 일은 너무 지겨운데? 게다가 혼자 회사를 하고 있다고 하면 남들이 무시하지는 않을까? 저자는 이런 질문들에 하나하나 답하듯 아흔아홉 개의 조언을 제시한다. <편집자 주> 31. 고객을 홀대하라 많은 비즈니스 명언 중 ‘고객은 왕’이라는 것이 있다. 정말 고객은 왕인가? 100명 사장에게 물어보면 100명 모두 다른 답변을 내놓을 텐데, 내 대답은 ‘고객은 왕이 아니다’다. 고객이 목표가 아니기 때문이다. 1인 기업의 목표는 오로지 좋은 제품을 만드는 것이다. 고객은 ‘좋은 제품’이라는 목표를 달성했을 때 따라오는 선물일 뿐이다. 목표는 변하지 않아야 하는데 고객은 변한다. 회사의 모든 것이 다 변하더라도 불변하는 목표는 오직 ‘제품의 품질’이다. 그렇다면 왜 고객은 목표가 될 수
[첨단 헬로티] 기존 화석연료를 주로 사용하던 에너지원은 점차 재생 가능한 에너지를 활용하는 신재생에너지로 이동하고 있다. 신재생에너지의 대표적인 예로 태양광, 풍력, 수력 및 조력 등은 에너지 발생을 자연현상에 의존하고 있기 때문에 에너지 발생이 간헐적이고, 또한 생산된 전기에너지는 즉각적으로 사용 능한 고품질의 전기가 아니라는 단점이 있다. 따라서 신재생에너지에 의해 발생된 전기에너지의 품질을 향상시키고 사용자가 원하는 시간대에 사용할 수 있도록 하기 위해, 생산된 전기에너지를 저장하였다가 필요할 때 사용할 수 있는 에너지저장시스템(ESS, Energy Storage System)이 필요하다. 최근 리튬이온전지(LIB, Lithium-Ion Batteries)와 유사하나 리튬 대신 소금의 주요 원소인 나트륨을 활용하는 나트륨이온전지(SIB, Sodium-Ion Batteries)가 잠재적 후보로 등장했다. 나트륨은 리튬대비 자원이 풍부하여 리튬이온전지 대비 가격 경쟁력이 우수한 ESS를 구성할 수 있는 장점이 있으나 이를 실현하기 위해서는 고성능의 전극 재료에 대한 연구가 필요한 상황이었다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 에너지융합연구단 정경
[첨단 헬로티] 랜섬웨어란, 몸값을 뜻하는 Ransom과 제품을 뜻하는 Ware의 합성어로, 사용자의 컴퓨터에 해킹 및 바이러스 감염을 통해 사용자의 파일을 암호화시켜 금전을 요구하는 악성 프로그램을 말한다. 랜섬웨어 해커는 중요한 파일의 목록과 RSA 공개키를 확보하고 각 파일에 AES 키를 생성해 암호화한다. 가장 큰 문제점은 감염되면 복구가 매우 어렵다는 점이다. 현재 랜섬웨어 복구 도구들이 시중에 출시된 바 있으나 실질적으로 과거에 유행했던 랜섬웨어의 피해 일부만 복구할 수 있고 랜섬웨어 감염 자체에 대해서는 복구가 불가하다. 랜섬웨어에 걸리면 일반적으로 파일들이 암호화되며 암호화된 파일을 열 수 없고, 중요 시스템 프로그램도 열리지 않으며 윈도우 복원 시점이 제거되거나 업데이트가 불가해진다. 이밖에도 별도의 다른 악성코드가 사용자의 컴퓨터에 심어지기도 한다. 감염 경로는 일반적인 바이러스와 비슷하다. 신뢰할 수 없는 사이트에서 단순한 접속만으로도 감염될 수 있다. 특히 음란물, 무료게임 사이트 등은 보안에 취약한 경우가 많아 큰 주의가 필요하다. 출처가 불분명한 스팸메일의 첨부파일이나 첨부 URL 또한 유의해야 한다. 이외에도 토렌드, 와레즈, 웹하
[첨단 헬로티] 대도시 지역을 중심으로 도로는 점점 혼잡해지고 있다. 차에서 전화로 회의에 참여할 수도 있지만 차로 이동 중인 시간은 딱히 생산적이지 않다. 그러나 자율주행차가 보편화되면 상황은 크게 달라질 것이다. 자동차가 스스로 운전하는 동안 이메일을 확인하고 보고서를 작성하며 기타 업무를 볼 수 있다면 얼마나 효율적일까! 전세계 여러 도시가 자율주행차 테스트를 이미 진행 중이다. GM과 크루즈 오토메이션(지난해 GM이 인수)은 최근 대량 생산이 가능한 자율주행차를 개발했다고 발표했다. GM과 크루즈는 본격 양산 체계를 갖춘 최초의 자율주행차라고 주장하지만 테슬라는 이미 자사의 모든 전기차에 자율주행을 가능케 하는 센서 스위트를 장착하기 시작했다. 크라이슬러는 웨이모(알파벳의 자율주행 사업부)를 위한 자율주행 퍼시피카(Pacifica) 미니밴을 수백 대 제조하고 있다. 많은 자동차가 이미 주차 지원, 자동 제동, 보행자 감지, 충돌 방지 기능을 제공하는 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)을 탑재했다. 센서, 카메라, 고속 직렬 링크와 같은 기반 기술은 ADAS를 가능케 하며, 자동차 업계가 레벨 5의 완전 자율주행차 단계로 나가고 있어 그 중요성은 계속될
[첨단 헬로티] 고화질의 정확한 이미징은 점점 다양해지며 성장하는 애플리케이션 분야에서 핵심적인 요소가 되고 있다. 어두운 조명 조건부터 매우 밝은 조명 조건 모두에서 가능한 동적 화면 캡쳐는 더욱 확대되는 이 시장에서 가장 어려운 목표이다. 전형적인 최신의 애플리케이션에는 드론, 증강 및 가상 현실 등이 있다. CMOS 이미징 센서에서의 글로벌 셔터 기술은 이미저들이 영상의 번짐이나 구부러짐 없이 빠르게 움직이는 장면의 렌더링을 캡쳐하도록 한다. 기존의 롤링 셔터 센서는 이미지를 라인 단위로 판독했었는데 이로 인해 물체가 프레임에서 움직이는 경우 각 라인이 다른 위치에서 읽혀짐에 따라 이미지가 구부러지거나 번지거나 또는 왜곡되었다. 글로벌 셔터 센서는 처리 및 판독 하기 전에 전체 이미지를 저장 영역에 통합, 복사한다. 이를 통해 선명하고 깨끗한 영상을 얻을 수 있는 것이다. 온세미컨덕터가 최근 발표한 AR0144 이미지 센서 제품군은 최신 글로벌 셔터 CMOS 이미징 기술의 예이다. 1/4인치 광학 포맷의 1Mp 센서는 3µm 픽셀 기반으로 하고 있는데 모든 조명 조건에서 뛰어난 품질을 전달하도록 설계되었다. 패러다임의 변화는 AR0144가 이
[첨단 헬로티] 스마트 산업은 자동화 및 연결성이 구축된 제조 설비를 가리킨다. 이러한 스마트 산업에서는 공장에 보다 효율적인 방식을 적용하여 제품을 생산한다. 더 유연하게 가동되고, 공급망에서 맞춤화가 가능하다. 폐기물과 에너지 소모를 줄이면서 보다 지속가능하게 생산을 할 수 있다. 작업 환경은 더 안전하며, 작업장에서는 사람과 기계의 협업이 더욱 향상된다. 이 글에서는 최근 등장한 스마트 커넥티드 산업의 핵심인 센서와 저전력 커넥티비티 기술의 주요 발전에 대해 자세히 살펴본다. 스마트 산업의 진화 1차 산업혁명은 18세기에 일어났다. 1차 산업혁명은 다양한 형태의 새로운 기계들이 등장한 것이 특징이며 수력과 증기력으로 움직이는 기계 장비가 출현했다. 그래도 인간의 노동이 대량생산의 전 과정을 책임져야 했다. 2차 산업혁명은 20세기에 일어났다. 2차 산업혁명에서는 기계의 주된 동력원으로 전기가 수력과 증기력을 대체하게 됐다. 또한 대량생산을 위해 노동분업이 등장했다. 따라서 제조의 전 과정이 아니라 그 중 일부 활동 만에 사람의 노동이 필요했다. 3차 산업혁명은 1970년대에 시작됐으며, 전자기술 및 IT가 도입되어 공정 자동화가 이루어졌다. 대형 기계식
[첨단 헬로티] 4차 산업혁명에 대한 논의의 중심에 로봇과 자동차가 주목 받고 있다. 자율 시스템은 인공지능 등 관련 기술의 발전에 따라 자율주행 자동차, 서비스 로봇 등과 같이 일상생활에서 사용될 수 있도록 빠르게 발전하고 있다. 자율시스템은 적용 분야가 확대되고 자율성 수준이 높아지면서 기능개발 이외에도 안정성과 보안성이 반드시 확보되어야 하므로 다양한 환경에서의 모의시험이 필수적이다. 따라서 적용 분야와 사용 목적에 대한 이해를 바탕으로 개별적 기능시험 이외에 군사용 무기체계에서 적용하는 통합시험 환경에서의 적용시험 등 기존 연구 개발에서 획득한 경험과 지식을 공유하여 완성도를 높일 수 있도록 향후 산•학 협력 등 연구개발 생태계 조성, 법과 제도 정비 등에 대한 선제적 노력이 긴요하다. 서론 최근 4차 산업혁명과 관련한 시장과 산업의 성장이 빠르게 진행됨에 따라 선진 각국에서는 이에 대한 연구 개발과 투자가 활발하게 이루어지고 있다. IoT, 헬스케어, 산업용 로봇과 자율주행차는 단순 기술이 아니라 사회 구조적 변화를 가져올 것으로 예상되고, 이에 대한 대비를 강조하고 있으며 국내외 선도기업들은 최근 인공지능 기술의 발전에 따라 다양한 자율시
[첨단 헬로티] 비선형 칼만 필터로 반작용 휠 상태 정밀 추정 가능해져 과제 추진 배경 오늘날 마이크로 위성은 지구 궤도에 보편적으로 적용 가능한 플랫폼으로서 산불이나 쓰나미 조기경보 시스템 등 다양하고 복잡한 작업을 수행한다. 이런 ‘하이테크 장치’의 최적 기능을 위한 전제조건은 정확하고 신뢰할 수 있는 위치제어시스템 개발이다. 이러한 제어시스템의 오류는 인공위성의 전체 손실과 전체 사명 실패로 이어질 가능성이 높다. 협력 프로젝트에 참여한 Astro-und Feinwerk-technik Adlershof GmbH와 Magson GmbH 그리고 Lausitz 대학의 Prof. Dr.-Ing. Matthias Ziegenhorn 교수와 그의 연구팀은 ZIM협력 프로그램을 통해 연방 경제기술부로부터 2010년 12월까지 48만1,002유로를 지원받았으며, 마이크로 위성 애플리케이션을 위해 특수 액추에이터를 개발함으로써 위치제어시스템의 신뢰성과 정확성을 크게 향상시키고자 한다. 개발제품과 기술혁신 이 프로젝트의 목표는 다양한 위성 위치제어시스템에서 고정밀 액추에이터로 사용될 수 있는 무게범위 10~60kg의 위성을 위한 ‘지능형&