[헬로티] 2년 전인 2018년 1월호에 필자가 쓴 기사를 다시 읽어 보면, 겨우 2년 사이에 공작기계를 둘러싼 환경이 이렇게나 변했는가 하고 다시금 생각하게 된다. 그렇게 된 것은 왜일까. 그 하나의 이유는 IoT, AI가 최근 들어 공작기계에 탑재되어 적어도 ‘사용하려고 하면 사용할 수 있는’ 수준까지 된 것이다. 즉, 어떻게 사용하는지는 유저에게 달려 있는 것이다. 물론 공작기계 메이커가 그 서포트를 하는 것은 당연하지만, 사용하는 측이 공작기계를 포함한 생산 시스템을 이해하고 사용하려고 하는 노력이 요구되는 국면이 된 것이다. 또 다른 하나는 산업용 로봇, 즉 협조 작업 로봇이 공작기계의 옆, 더 나아가서는 일체화된 것 혹은 공작기계를 대신해 가공 자체를 담당하는 것도 많이 볼 수 있게 됐으며, 유저도 그것에 대해 위화감을 느끼지 않게 된 것이다. 한편, 최근 들어 새로운 움직임이 나오고 있다. 엣지 컴퓨팅(Edge computing)화가 추진됐기 때문인가, 가공 상태를 인식하는 기술이 앞에서 말한 IoT, AI 기술을 도입해 공작기계 자체가 판단해 가공 조건을 변경하거나, 더 나아가 공작기계의 열변형을 예측해 그것을 보정하고,
[헬로티] Ethernet-APL(Advanced Physical Layer)은 그간 프로세스 계장에서 전/공 아날로그신호와 병용하여 약 20여년부터 사용해 오던 필드버스의 기본에서 몇 가지 진보된 조건을 갖추어 완벽한 디지털 통신이 가능하다. 궁극적으로는 프로세스 계장이라는 카테고리 속에 1945년 2차 대전 이후 세계표준으로 현재까지 사용해오던 아날로그 개념에서 완전 탈피하려는 여망에서 세계 유수의 프로세스 계장 기업이 거의 망라된 대규모의 연합이 세계 3대 산업통신 프로토콜 기관인 필드컴그룹(Hart-IP), 오디브이에이(EtherNet/IP), 피아이 인터내셔날(PROFIBUS&FROFINET)이 주도하여 2019년 11월 독일 아케마에 전시회에 모여, APL 개발 백서(APL의 기본 스펙이 담겨진 매뉴얼)를 발표하였는데, 그 이름이 Ethernet to the Field(이더넷을 프로세스 계장 현장으로…)라고 편의상 번역을 해 본다. Ethernet-APL이란 이제 프로세스 계장 분야에는 필드버스 시대가 가고, 새롭게 이더넷투더필드(Ethernet to the Field) 시대가 열렸다고 봐야 한다. 아날로그 계장의 시대가 끝나고
[헬로티] ▷▶피오나 트레이시(Fiona Treacy) 아나로그디바이스(Analog Devices) 전략 마케팅 매니저 디지털화가 제조 분야에 근본적인 변화를 가져오고 있다. 이것을 4차 산업 혁명이라고 한다. 자동화는 지난 수십 년 동안 꾸준히 고도화되었으며, 이제는 데이터, 머신 러닝, 인공 지능을 사용해서 점점 더 빠르게 진화하고 있다. 자율 시스템은 점점 더 상호 연결되고 있으며, 데이터를 통신하고 분석하고 해석해서 지능적으로 의사결정을 하고 조치를 취할 수 있게 되었다. 스마트 팩토리는 새로운 비즈니스 가치를 창출하고 아웃풋, 자산 활용, 전반적인 생산성을 끌어올리고 있다. 새로운 데이터들을 활용해서 유연성을 높이고 품질을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 에너지 소비와 폐기물 발생을 줄일 수 있다. 에지(Edge)에서부터 클라우드까지 연결된 지능적인 시스템은 민첩하게 대량 맞춤 생산을 할 수 있으며 제조 환경의 효율을 높일 수 있다. 인더스트리 4.0의 가장 큰 이점은 늘어나는 데이터를 활용해서 의사결정을 더 잘 할 수 있다는 것이다. 적시에 데이터를 획득하고 이 데이터를 자동화 시스템에 제공하는 데에는 커넥티비티 네트워크가 중추적인 역할을 한다. 제
[헬로티] ▷▶텍사스 인스트루먼트(Texas Instruments) 신종 코로나바이러스감염증(이하 코로나19)이 세계적으로 확산되면서 마스크는 침방울이 튀는 것을 막고 바이러스가 묻은 손이 코, 입 등을 만질 수 없게 하는 역할을 해, 손 씻기와 함께 코로나19 예방에 필수 요소가 되었다. 자연스럽게 전 세계적으로 마스크 수요와 공급의 균형이 깨지면서 마스크 확보를 위한 각축전이 벌어지고 있다. 코로나19 팬데믹으로 인해 마스크를 비롯한 방역용품, 의료장비의 공급이 부족한 가운데, 오마르 바다르(Omar Badar) TI 말레이시아 어셈블리 엔지니어링 매니저와 TI 말레이시아 팀은 마스크, 테스트용 면봉 등 주요 의료 장비 및 물자 생산에 3D 프린팅 기술을 활용하며 코로나19 극복을 위한 노력에 동참하고 있다. 오마르는 3D 프린팅을 취미삼아 다양한 시도를 해왔는데, 그의 동료들로부터 영감을 받아 코로나19와 맞서고 있는 의료종사자들을 위한 마스크를 생산하기 시작했다. 그는 “코로나19와의 싸움에서 이기기 위해 강력한 조치가 절실히 필요한 시기다. TI의 기술 자원을 활용해 도움을 줄 수 있어서 기쁘다”고 전했다. 오마르는 연구 끝에
[첨단 헬로티] ▷▶신규식 레노버 글로벌 테크놀로지 코리아(DCG) 대표이사 5G로 인해 누릴 수 있는 다양한 경험과 혜택에 대한 대중의 기대치가 높아지는 만큼, 통신 관련 기업 또한 새로운 기술을 적용하고 이를 통해 안정적으로 이윤을 창출할 수 있는 방안을 모색하고 있다. 특히 중앙집중식 데이터센터에서 원거리에서도 데이터를 생성하는 최종 사용자에게 더 가까운 엣지 서버의 네트워크 속도 및 전력을 높일 수 있는 방법을 모색하는 데 초점이 맞춰지고 있다. 차세대 5G 네트워크의 핵심 요소로 간주되는 멀티액세스 엣지컴퓨팅(MEC, Multi-access Edge Computing) 네트워크 아키텍처는 높은 대역폭과 낮은 지연시간을 필요로 하는 엣지 기반의 애플리케이션을 지원한다. 멀티액세스 엣지컴퓨팅 플랫폼은 무선접속네트워크(RAN, Radio Access Network)에 직접적으로 연결할 수 있어, 대역폭에서 발생하는 혼잡성을 경감시킬 수 있다. 따라서 이를 이용할 시 증강현실, 로컬 컨텐츠 분산, 기타 급성장하는 사물인터넷 관련 기술 등 높은 대역폭을 필요로 하는 애플리케이션에 더 나은 성능을 제공할 수 있게 된다. 이처럼 멀티액세스 엣지컴퓨팅은 엣지를 기
[첨단 헬로티] 오랫동안 미래의 비전으로 여겨졌던 세계가 이제 현실이 되고 있다. 기기는 마치 사람이 감지하고 주위와 상호작용하는 것처럼 환경을 감지할 수 있게 되었다. 센서가 디지털 세계와의 간극을 좁히고 있다. 적절한 소프트웨어와 결합하면 스마트 기기와 로봇은 보고, 듣고, 냄새 맡거나 느낄 수 있을 뿐 아니라 이 모든 것을 넘어 주변 환경을 “직관적으로 이해”함으로써 인간의 삶을 단순하게 만들어 준다. 여기서 결정적인 요소는 서로 다른 센서에서 발생하는 정보를 해석하고 연결하는 데 있다. 인피니언은 인간 본성에 영감을 받아 총체적 접근방법을 취하여 다양한 센서를 결합한다. 이러한 방법은 사람과 기계 또는 장치와의 상호작용을 더 쉽게 만들어줄 뿐 아니라 획득한 상황 정보를 신뢰할 수 있도록 처리하는 스마트 시스템을 구현한다. 인피니언 XENSIV 센서 포트폴리오는 3D·ToF(Time-of-Flight, 비행거리측정) 이미지 센서, 레이더 칩, MEMS 마이크로폰, 압력 및 가스 센서를 포함한다. 이러한 스마트 센서는 음성 인식에서부터 스마트 홈, 스마트 도시, 증강 현실, 제스처 인식, 생체 인증, 자동·자
[첨단 헬로티] 유창기계공업(주)이 자체 기술력으로 완성시킨 ‘스크류 에어 콤프레샤’(Screw Air Compressor)를 새롭게 공개했다. 유창기계공업은 1970년에 창립된 50년 업력의 공기압축기, 도장기계 관련 전문 제조업체로서 국내 선구자적 위치에 있다. 이 회사는 1992년 한국산업안전공단으로부터 설계 및 성능검사 획득을 비롯해 1997년 ‘ISO9001’, 2014년 ‘ISO14001’, 2018년 ‘API Q1’ 인증을 획득함으로써 스크류 에어 콤프레샤의 효율, 수명 및 신뢰도에 있어서는 국내 최고의 제품이라고 평가할 만하다. 유창이 완성시킨 메커니즘의 걸작품 ‘스크류 에어 콤프레샤’에 대해 소개한다. AIR END KYPHO ROTOR와 INTENSIVE INJECTION CYLINDER 구조는 압축 사이클의 쿨링에 에너지 소비율을 제어하는 핵심 요소이다. NTENSIVE INJECTION은 4개의 분사 구멍을 통하여 미세한 연무상태로 압출실내에 냉각제를 공급한다. 대부분 분사와 AIR 자체의 가장 높은 압력과 온도에 이를 때 발생된
[첨단 헬로티] 네트워크 엣지가 빠르게 AI 프로세싱 미래의 핵심 부분이 되고 있다. 5G의 본격적인 추진으로 수십억 개의 기기가 인터넷에 연결됨에 따라 커넥티비티는 더욱 광범위하게 확산될 전망이다. 다양한 시장에서 인공지능(AI)와 머신러닝(ML, Machine Learning)의 이용에 대한 관심이 증대하고 있으며, 네트워크 엣지(Edge)에서 동작하는 AI·ML 프로세싱 기능을 갖춘 저전력 하이테크 장치에 대한 요구가 커지고 있다. 엣지에서 수행되는 첨단 프로세싱은 최종 지점과 최종 사용자에 대한 지연을 줄이고 보다 안전한 사용자 개인정보를 유지하는 데 중요하다. 또한 인텔리전트 엣지 기기는 클라우드로 가는 데이터 트래픽을 걸러 네트워크 비용과 대역폭을 줄여준다. 이러한 많은 인텔리전트 엣지 기기는 이미지 센서를 사용해 다양한 임베디드 비전 애플리케이션을 지원하며, 객체 카운팅 또는 존재 감지와 같은 AI·ML 기반 애플리케이션을 포함한다. 그러나 엣지에서 임베디드 비전 애플리케이션을 지원하려면 기기에서 저전력 소비, 고성능, 높은 신뢰성, 소형 폼팩터와 같은 특정한 설계 및 성능 특성을 제공해야 한다. 이러한 애플리케이션을 위
[첨단 헬로티] 자동차 분야에서 48V/12V 듀얼 배터리 시스템의 시대가 열리고 있다. 지난 수 년 간 세계의 주요 자동차 회사들이 자신들의 시스템을 입증하기 위해 애써 왔으며 조만간 실제 구현에 나설 것으로 전망된다. 이것은 운전자가 전혀 필요치 않은 진정한 완전 자율주행차로 가기 위한 길고도 험난한 여정에서 꼭 필요하고도 중요한 과도기가 될 것이다. 그렇다고 12V 배터리가 사라지지는 않을 것이다. 그러기에는 자동차에 너무나 많은 레거시 시스템들이 설치되어 있고 설치 기반도 방대하기 때문이다. 이러한 이유로 자율주행차에는 12V 배터리와 48V 배터리가 모두 사용될 것이다. 자동차의 내부 시스템은 48V 리튬이온 배터리나 12V 납축전지(SLA) 둘 중 하나를 사용해서 작동할 것이다. 이들 배터리는 화학 기술이 서로 다르기 때문에 각각 별개의 충전 회로가 필요할 뿐 아니라, 자동차 내의 다른 시스템들이나 배터리 자체를 손상시키지 않으면서 두 개의 배터리들 사이에 전하를 옮길 수 있는 메커니즘을 필요로 한다. 또한, 두 가지 배터리를 사용하면 작동 중에 어느 한 쪽에 고장이 발생했을 때 리던던시를 확보할 수 있다. 이렇게 하면 자동차 내의 다양한 전기 서
[첨단 헬로티] 자동차 산업은 자동차 발명 이래로 가장 큰 변화를 겪고 있다. 기업들은 ‘CASE’의 4가지 핵심 가치들 중 적어도 한 가지 분야에서 우위를 점하기 위해 고군분투하고 있지만 종종 다음과 같은 난관에 직면한다. ● 연결성(Connectivity): 유료 연결 서비스를 제공하는 기업들은 사용자 수를 늘리는 데 어려움을 겪는다. 이로 인해 일부 기업들은 데이터 수집을 통해 추가적인 서비스를 개발할 수 있는 능력에 영향을 받는다. 또한, 일부 다른 기업들은 투자 혹은 기술적 제약으로 인해 데이터 수집 프로세스를 자동화할 수 없게 된다. 더불어, 몇몇 기업들은 위탁생산자(OEM)가 관리하는 자동차 데이터 풀에 액세스할 수 없는 상황이므로 다른 해결 방안을 모색해야 한다. ● 자율주행(Autonomous): 완벽하게 안전한 자율주행은 도로 인프라와 엣지 케이스에 대한 상세하고 새로운 정보를 통해서만 실현될 수 있다. ● 공유(Shared/Subscription): 모빌리티 공유 모델은 투자자들을 만족시킬 수 있는 신속한 사용자 유치와 강력한 유지 체계가 필요하다. ● 전동화(Electrification): 전기 자동차는 여전히 사용
[첨단 헬로티] 인공지능(AI)과 머신러닝(Machine Learning)은 지각하고, 사고하고, 문제를 해결하는 인간의 인지 능력을 기계가 모방할 수 있는 것을 말한다. 기계가 인간처럼 ‘사고’할 수 있게 됨으로써, AI가 많은 분야에서 사람이 하던 일을 떠맡고 있다. 기계가 이미지를 인식할 수 있는 능력은 의료 진단이나 보안 감시 용도에 활용되고 있다. 음성인식, 번역, 약물 발명과 개발, 금융 위조 감지도 AI를 활용할 수 있는 분야들이며, 이 목록은 계속해서 늘어나고 있다. IoT가 가속화함에 따라 AI는 자율자동차, 수술 로봇, 군용 드론 등과 같은 다양한 IoT 디바이스로 중요한 역할을 할 것이다. 뇌에서 영감을 받은 딥러닝(Deep Learning)은 머신러닝의 한 분야로서, 이미지, 음성, 텍스트를 숫자로 변환하고 다중의 수학적 조작 층을 사용해서 이 숫자들을 분석한다. 이렇게 처리하는 과정에서 분석 층들이 개념 계층이나 ‘사고’ 체계를 형성한다. 입력을 분석하고 기저의 추이나 패턴을 식별할 수 있다. 딥 러닝 역시 많은 면에서 뇌를 모방한다. 예를 들어서 뇌는 다양한 유형의 뉴런과 기능 영역을 갖는데
[첨단 헬로티] 초고령 사회를 맞이한 일본에서는 뇌졸중 등 뇌혈관 질환의 후유증으로 생기는 운동/인지 기능의 장애에 대한 물리치료와 작업치료 등 리허빌리테이션의 역할이 더욱 중요해지고 있다. 최근에는 IT 인프라와 스마트 디바이스의 보급과 함께 VR/AR 등 XR 기술의 급속한 발전, 센싱과 로봇 기술의 다양화, AI 기술의 비약 등으로, 이상 상태를 환자 스스로가 인식해 운동을 수정해 가는 셀프 리허빌리테이션의 촉진뿐만 아니라, 기존에는 취급이 어려웠던 대규모 데이터의 수집․분석이 가능해졌다. 이번 주제에서는 임상 현장의 계측․분석․평가․개입의 관점에서, 이들의 공학적 접근을 응용한 최첨단 리허빌리테이션 지원에 관한 시스템 개발 및 연구 사례를 소개한다. 우선, VR을 이용한 시스템 개발과 임상 응용 사례에 대해 소개한다. 스미타니 미즈호/오오스미 미치히로/스미타미 마사히코 씨는 연간 30%의 성장률로 성장하는 e 스포츠 분야를 중심으로 눈부신 발전을 이룬 XR 기술(Extended Reality) 중, 의료계에서 급속히 임상 응용이 추진되고 있는 VR(Virtual Reality)의 실례에 대해 소개했다. 정상
[첨단 헬로티] 가상현실(VR: Virtual reality, 가상현실)은 그 사용자가 비디오 디스플레이를 통해 제공되는 3차원 컴퓨터 그래픽스(3D-CG)로 그려진 가상 공간 내에서 시각뿐만 아니라, 청각이나 촉각(촉각용 디바이스가 더욱 필요) 등 복수의 감각 환경을 실시간으로 경험할 수 있는 기술이다. 또한, 실재 공간 내에 가상 오브젝트를 보여주는 증강현실(AR: Augmented reality) 외에도, 가상현실 공간과 실재 공간의 정보를 겹쳐서 보여주는 복합현실(MR: Mixed reality), 과거의 현실 공간과 현재의 현실 공간을 겹쳐서 보여주고, 과거 정보를 현재 경험하고 있는 것처럼 보여주는 대체현실(SR: Substitutional reality)로 발전을 거듭해 왔으며, 이들을 총칭해서 XR(Extended reality) 기술이라고 부른다. XR 기술은 인지신경과학 연구뿐만 아니라, 다양한 의료 응용이 시작되고 있으며, 그 중에서도 VR이 임상 현장에서 가장 많이 사용되고 있다. 필자 등은 VR 기술을 사지 절단 후 등의 환상 사지통 치료에 응용하고 있는데, 뇌경색이나 척수 손상 후의 운동마비뿐만 아니라, 정신질환 등으로도 확대되고 있
[첨단 헬로티] IVES(Integrated Volitional control Electrical Stimulation/Stimulator, 수의운동 보조 전기 자극/자극장치)는 뇌에서 나오는 운동 지령을 근전도로서 모니터링하고, 그것에 맞춰 동일한 근육에 전기 자극을 주는 치료 및 장치이다. 전기자극법의 하나로 주로 뇌졸중에 의해 운동마비를 일으킨 근육에 대해 주동작근의 촉진과 길항근의 Ia 상반 억제를 발생시켜 운동 기능의 개선을 도모한다. 장치는 치료와 구별해 IVES 장치(IVES device)라고도 부른다. 이 글에서는 장치는 IVES 장치라고 호칭한다. 뇌졸중이나 척수 손상 등에 의한 중추신경계의 마비에 대한 리허빌리테이션에서는 예전부터 물리치료로써 전기자극법이 알려져 있지만, 거의 임상에서 사용되지 않았다. 이 글에서 설명할 IVES 장치가 제품화된 2008년경부터 전기자극법에 의한 촉진 효과와 경축 억제 효과가 뉴로 리허빌리테이션의 한 방법이라는 것이 일반적으로도 인식되어 임상에서 사용되기 시작했다. 대표적인 전기자극법으로는 기능적 전기 자극(Functional Electrical Stimulation: FES)과 치료적 전기 자극(Therap
[첨단 헬로티] 커미조아에서 Closed Loop EtherCAT 스텝 드라이버 'EVS-ST01'을 출시했다. 커미조아의 EVS-ST01은 EtherCAT 네트워크 통신 기능을 갖춘 스텝 드라이버이다. EtherCAT은 고속 모션 제어 및 자동화 작업을 위해 고안된 개방형 산업용 이더넷 프로토콜이다. 또한, 엔코더 피드백을 통한 탈조감지 및 실시간 Steploss 보상을 실시함으로써 위치 명령에 대한 추종성을 보장한다. ▲ 커미조아의 EtherCAT 네트워크 통신 구조 주요 특징 1. 2상 마이크로스테핑 드라이버 • Built-in 1/256-Step Microstepping Indexer를 지원한다. • Adaptive blanking time 및 자동 혼합 감쇠모드(auto-mixed decay mode)를 포함한 다양한 전류 감쇠 모드를 사용하여 매우 부드러운 모션 프로파일을 구현한다. • BEMF 출력(옵션) 및 엔코더 피드백(Encoder Feedback)을 통한 탈조 감지 및 실시간 Step-loss 보상(Compensation)한다. • 보호 및 진단 기능을 지원한다. - 과전류 보호(OCP, Overcurr