PoE와 VLC의 결합 안전하고 효율적으로 90W 이상의 전력을 제공하는 이더넷 전원 장치(PoE)는 커넥티드 조명 시스템의 주요 성장 동력으로 자리 잡았다. 이를 가시광선 통신(VLC)의 장점과 결합하면, 특정 애플리케이션 분야에서 RF 기반 솔루션보다 더 나은 성능을 제공하는 안전한 고성능 실내 위치 확인 시스템을 개발할 수 있다. 이 글에서는 이더넷 전원장치가 어떻게 발전해 산업용 조명에 적합한 솔루션이 됐는지 살펴보고, 시스템에 VLC 기술을 추가해 위치 확인 기능을 구현하는 방법에 대해 알아본다. PoE 표준(IEEE 802.3xx) PoE 표준은 중앙 허브에서 저전력 주변기기에 전력을 공급하기 위해 개발됐으며, 건물에서 주 전원을 공급하는데 관련된 복잡성, 비용, 규정 준수에 대한 문제를 제거하도록 개발됐다. 다른 많은 표준과 마찬가지로 IEEE 802.3xx PoE 표준은 수년에 걸쳐 발전해 왔으며, 구현될 때마다 더 강화된 기능과 성능을 제공한다. 첫 번째 표준인 IEEE 802.3af는 2003년에 시작됐으며 IP 전화, 액세스 포인트, 센서와 같은 장치에 15.4W의 전력을 제공했다. 사실상 케이블 손실로 인해 각 주변기기에서 사용 가능한
강조되는 보안 기능 산업 애플리케이션 분야에는 무선 연결에 대한 명백한 수요가 있다. 이러한 수요는 무선주파수와 소프트웨어 정의 디지털 제어를 무선 마이크로컨트롤러(MCU)의 형태로 결합한 첨단 통합 솔루션으로 충족되고 있다. 시중의 무선 MCU 수가 증가하는 가운데, 각 디바이스 제조업체들 간의 차이는 더욱 분명해지고 있다. 이들은 무선주파수가 제공하는 연결성을 필요로 하지만, 모든 수준에서 보안이 필요한 것도 잘 알고 있다. 최근까지도 보안이 항상 표준으로 포함돼온 것은 아니며, 현재 사용 중이고 새로운 설계에 채택되는 상당수의 무선 MCU가 최신 솔루션의 보안 수준을 제공하지 않을 수도 있다. 반도체 제조업체와 IP 제공업체는 공동으로 경험을 공유하고 잠재적인 공격 벡터를 발견함으로써 매 순간마다 보안에 대해 더 많은 것을 배운다. 새로운 사이버 위협에 대한 끊임없는 투쟁을 고려하면, 오늘날 구성된 모든 플랫폼은 미래에 어떻게 보호 기능을 제공할지 고민해야 한다. 이를 위해 안전한 FOTA(Firmware-over-The Air) 업데이트를 지원하는 강력한 기반이 필요하다. 여기에 완전히 통합된 무선주파수를 추가하면 보안에 도움이 될 수 있지만, 동시에
ADAS 기술의 보급화 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)은 자동차를 안전하고 스마트하게 만들어 자동차 제조업체가 사고 없는 미래 비전을 실현하도록 해준다. 구현하기 쉽고 효율적인 ADAS를 구축하도록 자동차 제조업체에 힘을 실어주면 자동차 안전 기능이 차량에서 주류가 되고 저렴해진다. 사고는 1초 만에 벌어진다. 주행 중 문자 메시지를 확인하거나 뒷좌석에 앉은 아이를 확인하다 도로에 집중하지 못하는 사이에 전방에 급정차한 차량 방향으로 몇 십 미터를 미끄러지듯 돌진하다 멈춰서는 경우가 있다. 또는 자동 비상 제동 시스템이 전방의 장애물을 감지하지 못해서 밀리미터 초 이내에 브레이크를 작동해야 하는 상황이 발생할 수도 있다. 완전 자율주행 자동차는 여전히 미래의 이야기일 수 있지만 자동차의 자동화 기능이 안전에 미치는 영향은 오늘날 모두가 체감 중이다. ADAS를 차량에 적용하는 것이 저렴해지고 많은 모델에서 주류가 됨에 따라, 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC) 또는 사각지대 모니터링 기능과 같이 과거에는 고급형 추가 옵션 기능으로 간주됐던 안전 기능이 점차 표준으로 적용되고 있다. Jacinto 프로세서의 총괄 책임자인 커트 무어(Curt Moore)는 “일
수소·연료전지연구센터 유성종 박사팀, 경희대·강원대와 공동 연구 국내 연구진이 연료전지의 촉매로 사용할 수 있는 고(高)내구성 단원자 코발트 촉매를 스프레이 열분해법을 이용해 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST)은 수소·연료전지연구센터 유성종 박사 연구팀이 경희대학교 김진수 교수, 강원대학교 임형규 교수 연구팀과 함께 기존 코발트 나노입자 형태 촉매보다 성능과 안전성이 개선된 단원자 코발트 촉매를 제조하는 데 성공했다고 1일 밝혔다. 연료전지에 들어가는 백금 촉매는 가격이 비싸기 때문에 연구 현장에서는 이를 대체하기 위한 철, 코발트 등 비귀금속계 촉매를 개발하려는 시도가 이뤄지고 있으나, 성능과 안정성이 아직 백금 촉매에 미치지 못하고 있다. 기존 백금 촉매를 만드는 과정에서 발생하는 금속의 뭉침 현상, 낮은 비표면적 등을 해결하기 위해 나온 단원자 촉매(원자 단위의 촉매 활성 부위 조절을 위해 제조된 촉매 소재) 공정 개발의 필요성도 제기돼 왔다. 연구진은 이런 문제들을 해결하고자 공업용 가습기를 이용한 스프레이 열분해법을 단원자 촉매 제조에 적용했다. 스프레이 열분해법은 액적(droplet)을 빠르게 열처리해 방울 모양의 입자를 얻는 방법이다. 이를
대기 환경에서 용액 코팅법으로 제조한 페로브스카이트/CISSe 탠덤 태양전지, 세계 최고 효율 기록 국내 연구진이 잉크 코팅 방식을 통해 4단자형 용액공정 기반 페로브스카이트/CISSe 탠덤 태양전지 최고 효율을 달성하고 양산화 가능성도 열어 주목을 받고 있다. 한국에너지기술연구원은 태양광연구단이 대기 환경에서 간편하게 용액을 발라 코팅하는 방법으로 제작하는 저비용/고효율 페로브스카이트/CISSe 탠덤 태양전지 핵심기술을 개발했다고 밝혔다. '쇼클리-콰이저(Shockle y-Queisser)' 이론에 따르면 기존 단일접합 태양전지가 가질 수 있는 최대 효율은 약 30% 초반이다. 이를 극복하기 위해 두 개의 서로 다른 에너지 흡수대(밴드갭)를 가진 태양전지를 적층해 빛의 이용률을 높인 게 탠덤 태양전지이다. 탠덤 태양전지는 일반적으로 실리콘이나 CIGSe계 태양전지를 하부셀로, 페로브스카이트 태양전지를 상부셀로 결합해 구성한다. 하부셀은 주로 장파장의 빛을 사용하기 때문에 CIGS계 태양전지를 하부셀로 적용할 때는 갈륨(Ga)을 제거해 밴드갭을 낮춘 CISe 또는 CISSe 흡수층이 주로 활용된다. CIGSe (Cu(In,Ga)Se₂)계 태양전지는 구리, 인
오는 6월 개최 CVPR 2022 구두 발표 논문 선정 쾌거 자율주행 자동차를 향한 꿈이 어느덧 현실에 가까워지고 있지만, 여전히 상용화를 위해선 넘어야 할 과제들이 있다. 갑자기 끼어든 보행자 등 예상치 못한 도로 상황에 즉각적으로 대응해야 하는 데다가, 악천후 상황에서도 주변을 정확하게 인식해야 하기 때문이다. 이는 탑승자의 안전과도 직결되기 때문에 더욱 중요하게 여겨진다. 포항공과대학은 인공지능대학원·컴퓨터공학과 곽수하 교수·인공지능대학원 통합과정 이소현 씨·컴퓨터공학과 손태영 석사 연구팀은 짙은 안개가 낀 날씨에서도 사람, 자동차, 도로, 나무 등 의미에 따라 영상을 정확하게 분할하는 영상인식 인공지능(AI) 기술을 개발했다고 밝혔다. 최근 AI의 발전 덕택에 영상인식 기술이 깨끗한 영상에서는 사람 수준의 성능을 보이곤 하지만, 변화무쌍한 날씨 등 도전적인 환경에서는 여전히 뚜렷한 한계를 보였다. 연구팀은 안개 낀 상태에 불변하는 영상인식 모델을 학습하여 한계를 극복하고자 했다. 입력 영상에서 안개 낀 상태를 하나의 영상 스타일로 간주하고, AI가 이 스타일의 변화에 불변하는 영상표현 방식을 학습하도록 했다. 이를 위해, 연구팀은 영상 정보로부터 안개
강홍규 박사·이광희 교수팀, 친수성 산화물층 형성으로 박막 불균일 문제 해결 기존 실리콘 태양전지를 대체할 차세대 태양전지인 ‘유기 태양전지’ 상용화에 기여할 고효율 대면적 모듈 필름이 개발됐다. 지스트 연구혁신센터 강홍규 박사와 차세대에너지연구소 이광희 소장(신소재공학부 교수) 공동 연구팀은 유연한 투명전극 기판 위에 500㎠ 이상 대면적 크기의 고효율 유기 태양전지 모듈 필름 제작기술을 개발했다. 유기 태양전지는 빛을 흡수해 전하를 생성하는 광활성층에 친환경 유기물질을 사용하는 차세대 태양전지. 초저가·초고속으로 두루마리 형태의 ‘롤투롤(roll to roll)’ 대량 생산이 가능하다. 기존 실리콘 태양전지에 비해 유연하고, 투명하며, 가벼운 필름 형태로 제작 가능해 장소의 제약 없이 유리, 벽면 등에 부착해 사용할 수 있다. 최근 유기 태양전지 소면적 셀에서 약 20%의 에너지 변환 효율이 보고되어 국내외에서 상용화를 위한 대면적 모듈 제작기술에 대한 관심이 증가하고 있다. 기존 유기 태양전지 연구는 대부분 값비싸고 딱딱한 인듐주석산화물(ITO) 투명전극 유리기판(약 1㎠) 위에 제작한 작은 셀(cell) 단위 수준에서 이루어져 왔다. 대면적이면서 유연
태양광 발전, 도심 속 건물과 하나 된다 한국생산기술연구원이 태양광 패널을 건물 벽면이나 옥상의 외장재로 활용해 건물 스스로 전기를 생산해낼 수 있는 도심형 고출력 태양광 패널 제조기술을 개발하고 상용화에 성공했다. 태양광 에너지를 얻기 위해선 보통 넓은 면적이 필요하다. 과거에는 주로 해가 잘 드는 산간지역이나 염전, 저수지 등에 대규모 태양광 발전기를 설치했다. 하지만 그 과정에서 환경이 훼손될 수 있고, 도심까지의 거리가 멀어 송전 도중 발생하는 에너지 손실도 상당하다는 문제점이 있었다. 그 대안으로, 건물 옥상이나 외벽에 ‘건물일체형 태양모듈(Building Integrated Photovoltaic, 이하 BIPV)’을 설치해 도심에서 자가발전 하는 새로운 방식이 최근 각광받고 있다. 그런데 기존 태양광 패널의 경우, 셀(Cell)과 셀을 금속 리본(Ribbon)으로 연결해 60셀, 72셀 등 특정 묶음의 바둑판 형태로만 제작이 가능했다. 이 방식은 전류가 생성되지 않는 빈 여백이 생겨 출력손실이 불가피했다. 특히 해가 지거나 구름에 가리면 패널에 저장되는 에너지가 적어져, 건물들이 밀집된 도심에서의 발전효율이 크게 떨어졌다. 또한, 막대 모양의 은
음식물 보관용 랩으로 반려로봇과 인간의 촉각적 감정 교류 구현 쓰다듬고, 꼬집고, 비틀기까지! 손으로 직접 접촉하여 사람처럼 정서적 교감을 할 수 있는 로봇용 투명 피부가 개발됐다. 한국연구재단은 한국기술교육대학교 김상연 교수 연구팀이 최동수 교수(제1저자, 금오공과대학교), 최승문 교수(포항공과대학교)와 협력하여 로봇과 같은 전자장치가 사람과 촉각적으로 감정 교류를 할 수 있는 ‘감정촉각피부’를 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 음식 포장을 위해 사용하는 ‘랩’에 착안하여 원료인 폴리염화비닐 젤(polyvinyl chloride gel)과 물을 용매로 하는 하이드로젤(hydrogel)을 결합, 투명하면서도 매우 잘 늘어나는 감정촉각피부를 개발하는데 성공하였다. 또한, 폴리염화비닐 젤과 하이드로젤의 제조 비율에 따른 특성을 확인했고 투명성과 신축성이 유지되면서 접착할 수 있는 방법을 제시하였다. 나아가, 개발한 촉각 피부를 통해 다양한 촉각 감정 구분 및 감정교류의 가능성을 확인하였다. 이번 연구 성과는 일상생활에서 주로 이용하는 음식물 포장용 랩에 사용되는 물질을 개량시킨 결과로, 가격이 저렴할 뿐만 아니라 투명하고 잘 늘어나는 특성을 가져 웨어러블 장치, 로봇
희유금속 분리 정제 기술을 바탕으로 전기차 배터리 핵심원료인 리튬·니켈·코발트 등 폐배터리 재활용 혁신기술 개발 성공 전 세계적인 친환경 에너지로의 전환에 따른 전기차 보급이 빠르게 확산되면서 전기차 배터리 원료광물의 수요와 관심이 높아지고 있는 가운데, 초기 단계에 머무르고 있는 국내외 폐배터리 재활용 기술개발 고도화의 필요성이 증대되고 있다. 한국지질자원연구원(KIGAM)은 순환자원연구센터 배터리재활용연구단 김홍인 센터장 연구팀이 폐배터리 재활용 혁신기술을 적용해 전기차 폐배터리에서 순도 높은 리튬․니켈․ 코발트 등 핵심원료를 추출, 재활용하는데 성공했다고 밝혔다. 폐배터리 재활용 기술은 희유금속 분리 정제 공정 원천 기술을 바탕으로 전기차 폐배터리에서 리튬이온전지의 원료물질(탄산리튬·황산니켈·황산코발트 등)을 다시 제조하는 혁신적인 연구기술록, 배터리 원료인 전구체로 만들어 ESS 및 전기차용 양극재로 활용된다. 지질자원연에 따르면, 추출 과정에서 양극과 음극을 분리해 침출잔사(불순물)가 발생하는 음극을 미리 분리, 배터리 분리 공정의 효율성을 높였다. 특히 폐배터리 셀 기준 98% 이상의 희소금속을 회수해 재활용할 수 있는 선도 기술로 소형 리튬이온전
서론 3D 스마트 센서는 로봇 품질검사시스템에 '시각'이라는 역량을 제공한다. 떠오르는 로봇: 대량 생산 환경에서 산업용 로봇을 사용하면 많은 검증된 이점을 누릴 수 있다. 무엇보다 로봇은 이전에 수작업으로 했던 일들을 자동화한다. 로봇은 높은 수준의 속도와 반복성으로 장시간 작업 비용을 최소화하는 동시에 제품 품질과 생산성을 크게 개선한다. 비전 가이드 로봇 시스템: 비전 가이드 로봇(Vision-Guided Robot, VGR) 시스템은 하나 이상의 머신비전 센서가 장착된 로봇이다. 센서의 안내에 따라 로봇은 가변 목표 위치로 이동한 다음 미리 정해진 기능(예: 통에서 객체를 집어 다른 위치에 놓음)을 수행한다. VGR 시스템은 로봇의 적응력을 크게 개선하고 구현하기 쉽게 만드는 한편, 이전에는 고정 로봇 셀의 설계 및 설정과 관련되었된 비용과 복잡성을 크게 줄여 생산 프로세스를 빠르게 바꾸고 있다. 산업 응용분야 비전 가이드 로봇 기술은 속도, 반복성, 유연성을 제공하여 고품질 공산품에 대해 증가하는 생산 수요를 맞춘다. 픽 앤 플레이스(Pick & Place): 오늘날의 공장에서는 물건을 집어서 두는 경우(픽 앤 플레이스)가 아주 많다. 이러한
광전소재연구단 황도경 박사 공동연구팀 성과 국내 연구진이 2차원 반도체 소자의 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 초박막 전극 신소재 개발에 성공했다. 한국과학기술연구원(KIST)은 광전소재연구단 황도경 박사, 군산대 물리학과 이기문 교수 공동 연구팀이 전기적 특성을 자유자재로 제어할 수 있는 2차원 반도체 기반 전자 소자를 구현하는 데 성공했다고 28일 밝혔다. 컴퓨터 프로세서의 필수 부품인 실리콘 기반 논리 소자는 미세화·집적화가 심화될수록 공정비용과 전력 소모가 증가하는 문제가 있다. 이를 극복하기 위해 초박막 2차원 반도체에 기반한 전자 소자 및 논리 소자 개발 연구가 최근 활발하게 진행되고 있지만 2차원 반도체의 전기적 특성을 제어하기가 어려워 다양한 논리 회로를 구현하는 데 한계가 있다. 연구팀은 새로운 초박막 전극 소재인 셀렌늄화주석(Cl-SnSe2)을 이용해 반도체 계면과의 결함을 최소화하고 N형과 P형 소자 특성을 자유자재로 제어해냈다. 연구팀은 새롭게 개발한 소자를 통해 NOR(노어), NAND(낸드) 등 서로 다른 논리 연산이 가능한 고성능·저전력 상보성 논리회로를 구현하는 데도 성공했다. 황 박사는 "기술적 한계로 실용화가 어려웠던 AI
원자간력 현미경·엑스레이 회절·흡수 스펙트럼 활용한 리튬이온 이동 영상화 기술 개발 KAIST 신소재공학과 홍승범 교수 연구팀이 고용량 리튬이온배터리를 충‧방전할 때 리튬이온이 움직이는 모습과 전자들이 움직이는 전도 경로 및 격자들의 움직임을 원자간력 현미경과 엑스레이 회절 및 흡수 패턴을 분석해 영상화하는 데 성공했다고 28일 밝혔다. 연구팀은 원자간력 현미경의 모드 중에서 전기화학적 변형 현미경(이하 ESM)과 전도성 원자간력 현미경(C-AFM)을 활용해, 친환경차 배터리에 적용되는 고용량 양극재인 NCM622 시료의 충방전상태에 따른 리튬이온의 나노스케일 분포도를 영상화했다. 또 이를 근단엑스선형광분광계(NEXAFS), 엑스선회절패턴(XRD pattern)과 비교 분석해 리튬이온이 양극재에 확산해 들어갈 때 산소팔면체에 들어가면서 니켈과 산소의 결합이 이온 결합에서 공유 결합으로 바뀌면서 전기전도도가 낮아지는 현상을 검증하고, 상관관계가 있음을 밝혀냈다. 리튬이온전지는 스마트폰과 전기차 그리고 드론을 비롯한 각종 이동 수단에 필수적인 에너지 저장 매체로 사용되는 만큼, 리튬이온전지의 에너지 용량, 충전 속도 등의 전기화학적 특성을 향상하려는 연구들이 많
어플라이드 머티어리얼즈가 고객들이 EUV(극자외선)로 2D 공정미세화를 지속할 수 있게 하는 혁신 기술과 차세대 3D GAA(Gate All Around) 트랜지스터 제조를 위한 기술 포트폴리오를 발표했다. 반도체 제조사들은 트랜지스터 집적도를 높이기 위해 두 가지 상호보완적 방법에 집중하고 있다. 그 중 하나는 전통적인 무어의 법칙에 기반한 2D 공정미세화로, EUV 리소그래피와 재료공학을 사용해 선폭을 축소하는 것이다. 다른 하나는 설계 기술 공동최적화(DTCO)와 3D 기술로 로직 셀 레이아웃을 효율적으로 최적화해 리소그래피 선폭 변화에 구애받지 않고 집적도를 높이는 것이다. 후면 배전망과 GAA 트랜지스터를 포함하는 후자 방법은 전통적 2D 공정미세화의 한계로 향후 몇 년 간 로직 집적도 향상에 있어 그 역할이 더욱 커질 것으로 전망된다. 이 기술들을 병행해 사용하면 반도체 제조사는 PPACt(전력∙성능∙크기∙비용∙시장출시기간)가 향상된 차세대 로직 칩을 더욱 쉽게 개발할 수 있다. 프라부 라자 어플라이드 머티어리얼즈 반도체 제품 그룹 부사장은 “어플라이드는 고객을 위해 PPACt를 실현하는 기업이 되는 것이 전략”이라며, “어플라이드는 이상적인 GA
스마트 팩토리는 무선통신 기술이 작동하기에 열악한 환경이다. 이 글에서는 Wi-Fi가 산업용 분야의 변화하는 요구를 충족하기 위해서 어떻게 진화하고 있는지 알아보고자 한다. Wi-Fi가 공장에 처음 도입됐을 때는 디바이스들을 서로 연결해주는 단순한 기능을 담당했다. 하지만 지금은 상황이 완전히 달라졌다. 십년 전 스마트 팩토리를 한산한 시장에 비유한다면 오늘날 스마트 팩토리는 손님들로 북적북적한 시장인 셈이다. 장소는 그대로인데 상황은 급격히 바뀌었다. 시장이 붐비듯 전파는 혼잡해졌으며 신호를 전송해야 하는 거리는 훨씬 더 길어졌다. 이처럼 변화하는 요구사항을 충족하기 위해, 무선 기술은 끊임없이 진화하고 있으며 Wi-Fi도 예외가 아니다. 이 글에서는 공장 디지털화가 어떻게 가속화되고 있으며 새로운 활용 사례들을 지원하기 위해서 Wi-Fi에 어떻게 부담이 가중되고 있는지 설명하고자 한다. 그리고 공장 디지털화와 새로운 활용 사례들이 전 세계 IP 트래픽의 45%와 무선 트래픽의 60~80%를 차지하는 무선 기술인 Wi-Fi에 어떠한 요구사항들을 가중하고 있는지에 대해서도 알아볼 것이다. Wi-Fi는 20년 전만 해도 최대 속도가 54Mbps에 불과했지만,
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