[첨단 헬로티] 자동차 배출 입자는 디젤 트럭을 중심으로, 자동차로 인한 대기 오염의 대표로 여겨져 왔다. 그러나 2000년경에 등장한 Diesel Particulate Filter(DPF)의 등장으로 상황은 크게 변화했다. DPF는 다공질 필터로 이루어져 있으며, 그 포집 효율은 일반적으로 90%를 넘고 포집된 입자는 재생 제어라고 불리는 고온 운전으로 연소 제거되기 때문에 지속적으로 사용하는 것이 가능하다. 이 DPF의 보급으로 디젤차의 입자 배출은 격감했다. 일반적으로 자동차 배출 입자의 평가에는 필터를 이용해 입자를 포집해 그 무게를 측정하는데, DPF 장착 엔진 배출 입자는 이 필터법으로 측정이 곤란할 정도까지 급감했다. 그림 1에는 DPF 장착 차량(왼쪽)과 장착하지 않은 차량(오른쪽)에서 입자를 포집한 필터의 사진을 나타냈다. DPF를 장착하지 않은 차량에 이용한 필터는 검게 되어 있으며 입자를 육안으로 볼 수 있지만, DPF 장착 차량에서는 육안으로도 시험 전의 필터와 차이를 확인할 수 없다. 시험에 이용하는 필터의 무게는 100mg 정도가 일반적인데, DPF 장착 차량 입자는 경우에 따라 10μg 이하이다. 따라서 100mg 필터의 10
[첨단 헬로티] 제조용과 협동로봇으로 대표되는 로봇사업 부분 기술개발은 기존의 주력산업인 산업용 전동기 부분의 성장 둔화 예측과 염가형 수입제품 확대 동향 그리고 당시 새로운 전략 상품으로 개발자원을 집중한 서보모터와 드라이브 부분조차도 실질적으로 접근 가능한 시장에 한계가 있다는 판단 등에 따라 시작되었다. 기존 주력제품의 경쟁력 확보는 별도로 하고, 로봇사업 부분은 작은 규모지만 독자적인 기술 능력을 보유한 서보드라이브와 모터를 중심으로 기술 변화에 순응한 제품개발을 통해 시장 확대를 도모하기 위한 방법론 도출 과정에서 자연스럽게 중장기 기술개발 방향이 도출되었다(그림 1). 이 글의 구성은 로봇 시장의 기술동향과 로봇 분류, 제조용 로봇과 협동로봇의 차별성 등에 대해 설명한다. 그리고 로봇구동용 부품단위의 요소기술과 실증 사례를 소개한다. 또한, 시장 요구와 로봇사업 추진 방향에 대해서도 언급한다. ▲ 그림 1 현재 주요 생산품 로봇 시장 및 기술 동향 대체로 주지하는 바와 같이 제조현장 인력 1만 명당 로봇 보급 대수는 독일과 일본이 각각 301대, 305대이고, 한국은 세계 최고 수준인 531대로 보고되었다(그림 2). 또한, 로봇산업은 제조업을 중
[첨단 헬로티] 세계의 항공여객 수는 오늘날의 관광 수요 확대, 항공자유화, 신규 노선의 증가와 신흥국 경제 성장을 배경으로 해마다 증가하는 경향이며, 2017년에는 전년 대비 7.6% 증가한 40억 명을 돌파하는 등 가파른 성장세를 보이고 있다. 이에 동반해 민간항공기의 수요는 앞으로도 증가해 갈 것으로 예측되며, 항공기 산업은 향후 20년 동안 시장이 2배로 증가할 성장 산업으로 자리매김하고 있다. 항공기 부품은 그 강도와 경량성을 확보하기 위해 복잡한 형상을 소재 덩어리에서 잘라내는 경우가 많고, 여러 가지 방향에서 가공이 가능한 5축 가공기가 반드시 필요하다. 오쿠마에서는 이와 같이 항공기 부품을 포함하는 복잡한 가공을 고정도로 하기 위해 5축 제어 수직형 머시닝센터 MU-V 시리즈를 개발했다(그림 1). ▲ 그림 1 MU-6300V 외관 이하에 그 특징과 복잡한 형상의 부품을 고정도·고능률로 가공하기 위해 유효한 기능화 기술에 대해 소개한다. 5축 제어 수직형 머시닝센터 ‘MU-6300V’ ‘고강성으로 사용하기 쉬운 5축 수직형 머시닝센터’를 콘셉트로 해서 개발된, 테이블에 회전축 2축을 가진
[첨단 헬로티] 오늘날 소비자들은 모바일, 휴대용, 가정용 기기에서 더욱 밝고 큰 화면을 원한다. 그런데 높은 밝기와 해상도를 달성하도록 설계하기 위해서는 기기의 크기가 커지고 전력을 많이 소비하게 된다. 텍사스인스트루먼트(TI)는 새로운 DLP Pico 0.23인치 칩셋을 사용하면 휴대용 기기의 크기와 전력을 줄이면서 HD의 고해상도 디스플레이를 설계할 수 있다고 설명한다. DLP Pico 0.23인치 칩셋을 사용해 스마트 홈 디스플레이, 모바일 액세서리 피코 프로젝터, 디스플레이 기능이 있는 스마트 스피커, 증강 현실 및 가상 현실 웨어러블 디스플레이 및 모바일 스마트 TV와 같은 다양한 차세대 휴대형 디스플레이 기기를 개발할 수 있다. 가장 작은 칩셋으로 높은 밝기 달성하기 소형 기기라 하더라도 디스플레이의 해상도나 밝기가 떨어지는 것은 원치 않을 것이다. 밝기가 높으면 더 선명한 HD 영상이 가능하고, 프로젝터 화면을 더 크게 할 수 있으며, 주변 빛이 밝은 경우처럼 다양한 조명 상황에서도 더 우수한 가시성을 달성할 수 있다. DLP Pico 0.23인치 제품군에는 현재로서 크기가 가장 작은 HD 디스플레이 칩셋이 포함되어 있으므로, 셔츠 주머니에 들
마찰하면 「전기」가 생긴다 “「전기」란 무엇인지 알고 있습니까? 알 것 같기도 하고 모를 것 같기도 하다고요? 그럼 다음을 잘 알아두세요.” 전기 그 자체는 눈으로 볼 수 없다. 그러나 전기에는 플러스와 마이너스 두 가지 종류가 있다. 잠시 실험을 해보자. 건조한 유리막대를 <그림 1>과 같이 비단 헝겊으로 문지른다. 어떻게 될까? 유리 막대는 작은 종이 조각을 끌어당긴다. 이것은 유리 막대 자체의 성질이 변한 것이 아니다. 문질렀기 때문에 여기에 「전기」가 생긴 것이다. 이 전기를 「마찰 전기」라 한다. ▲ 그림 1. 유리 막대를 문지르면 마찰 전기 (플러스 전기)가 생긴다 이와 같이 마찰에 의해 생긴 전기가 유리 막대에 붙어 있는 상태를, 유리 막대가 「전기를 띠고 있다」 또는 「대전하고 있다」라고 한다. 그래서 유리 막대에 붙어 있는 것과 같은 전기를 「전하」라 한다. 유리 막대와 에보나이트 막대의 전기 <그림 2>와 같이 유리 막대의 전기 일부를 잘 마른 코르크로 만든 작은 공에 접촉시켜 옮긴다. 그리고 또 이 유리 막대를 가까이 대면 코르크 공은 자동적으로 튕겨나간다. 그러나 <그림3>과 같이 모
전기저항 R은 도체의 길이 I에 비례하고 그 단면적 S에 반비례하며 다음과 같은 식으로 표시된다. 여기서 ρ는 그리스문자로 로(ro)라고 읽고(기타 그리스문자는 9장을 참조한다) 저항률을 나타내며 단위 체적당 저항을 표시한다. 전선의 경우 길이 I[m], 단면적 S[mm²]라고 하면 ρ[Ω·mm²/m]가 되고 보통 경동(硬銅)선은 1/55, 연동(軟銅)선은 1/58, 경(硬)알루미늄선은 1/35이다. λ(람다)는 저항률의 역수이고 전도율이라고 한다. 어떤 도체의 전도율 λ와 만국표준 연동(20[℃]에서 1/58[Ω·mm²/m], 비중 8.89)의 전도율 λs와의 비를 %로 표시하여 $전도율이라고 한다. %전도율은 연동선 97~101[%], 경동선 96~98[%], 경알루미늄선 61[%]이다. 일반적으로 저항은 온도에 따라 변화한다. 온도가 상승하기 전의 저항을 Ro, 온도상승 후의 저항을 Rt이라고 하면 다음과 같은 관계식이 성립한다. 여기서 at를 t[℃]에서의 저항온도계수라고 하고 t는 상승온도[℃]이다. 표준 연동의 온도계수는 다
[첨단 헬로티] 반도체 핵심 기술 설계 자산(IP) 기업 Arm은 시장에 유통되는 스마트폰의 95% 이상에 설계 프로세서를 공급하고 있다. 이에 더 나아가 Arm은 IoT(사물인터넷), 엣지부터 클라우드, 인공지능, 머신러닝, 오토모티브, 5G 등으로 사업을 다각화하기 위한 기술 개발에 적극적인 움직임을 보이고 있다. 이와 관련해 Arm은 11월 14일 서울 삼성동 인터켄티넨탈 코엑스에서 테크 심포지아(Tech symposia) 행사와 기자 간담회를 통해 핵심 기술을 대거 소개했다. 난단 나얌팔리(Nandan Nayampally) Arm 클라이언트 컴퓨팅 사업부장은 “Arm의 관심은 컴퓨터의 제 5세대 물결을 통해 여러가지 기술의 통합이다. 컴퓨팅의 5세대 물결이란, 1단계는 IoT 기반으로 한 센서 등의 엔드포인트를 수집하는 단계다. 2단계는 수집된 데이터를 확장시키고, 3단계는 데이터를 AI를 통해 파악한다”고 설명했다. ▲난단 나얌팔리(Nandan Nayampally) 클라이언트 컴퓨팅 사업부장 이와 관련해 Arm은 최근 PC 사업 로드맵을 발표했다. 2018년 10월에 발표한 10나노와 7나노 기반의 ‘코어텍스(Cort
[첨단 헬로티] 표준화된 IO-Link 기술은 센서 및 액추에이터의 심플하고 경제적인 연결을 지원한다. 3~5개의 배선을 가진 이 저비용 연결 기술은 혁신적인 개발 결과로, 복잡한 배선 없이 최소한의 자재로 점대점 연결을 실현한다. 컨트롤러, 밸브 터미널, 비례 제어 밸브 및 센서 등 훼스토는 완벽한 범위의 IO-Link 가능 자동화 기술을 제공한다. ▲ IO-Link: 컨트롤러, 밸브 터미널, 비례 제어 밸브 및 센서를 통해 훼스토는 완벽한 범위의 IO-Link 자동화 기술을 제공한다. IO-Link는 새로운 형태의 버스 시스템은 아니지만 필드버스, 이더넷 시스템을 대체하기 위한 새로운 종류의 통신 인터페이스로 추가 개발되었다. 이 기능을 사용하면 제어 시스템에서 센서 또는 액추에이터의 파라미터 데이터를 다운로드 할 수 있을 뿐만 아니라 진단 데이터를 제어 시스템에 전송할 수도 있다. 기존에는 제일 하위 레벨을 필드버스 인터페이스 통합하기 위해서 매우 많은 비용이 들었지만, 이제는 디지털 또는 아날로그 값과 모든 파라미터 및 진단 데이터를 케이블의 스크리닝, 트위스트, 임피던스 또는 종단 저항 추가와 같은 특별한 작업 없이도 심플한 3선 또는 5선 케이블로
[첨단 헬로티] 이 글은 납땜에 대한 기술적인 소개가 아니며, IC 설계 엔지니어로서 연구실에서 지내는 동안 내가 갖고 있던 인식을 확 바꾸어 놓은 계기가 된 인쇄회로기판(PCB) 납땜 경험과 이해를 나누기 위한 글임을 밝힌다. ▲ 그림 1. 0.0402mm 커패시터의 한쪽 끝 납땜부에 닿아 있는 인두 팁 나는 지난 7년 간 반도체 업계에서 일해 왔지만, 납땜 작업은 지난주에 처음 해봤다. 이렇게 늦은 이유는 연구실에는 항상 나대신 납땜을 할 누군가가 있었기 때문이었다. 나 또한 납땜의 기본 원리를 이해하지 못했기 때문에 납땜을 늦게 시작하게 됐다는 사실도 인정해야겠다. 연구실에서는 사소한 작업들을 아웃소싱 하면 효율을 높일 수 있고 큰 그림에 집중할 수 있다. 하지만 납땜에 있어서는 그렇지 않다는 게 개인적인 생각이다. 실리콘랩스 입사 후 교육의 일환으로 나는 프로젝트에서 납땜 방법을 배우기로 했다. 과장 하나 보태지 않고, 이 작업 덕분에 나는 내 엔지니어링 인생을 바꾸는 경험을 시작하게 됐다. 납땜은 예술과 같다. 나에게 초소형 0.0201mm 회로 소자를 재사용 PCB에 납땜하는 기초 과제를 친절하게 안내해준 연구실 기술자의 표현을 인용하는 것도 좋겠
[첨단 헬로티] 맥심 인터그레이티드(이하, 맥심)가 기존 세대 보다 더 작고, 기능은 향상된 3세대 산업용 IoT(사물인터넷) 플랫폼 ‘GO-IO’를 전세계 동시에 공개했다. 이번 3세대 제품은 기존의 1세대, 2세대가 인더스트리 4.0(공장 자동화)을 지원하던 기능에 빌딩 자동화, 로봇까지 활용성이 더 확대됐다. 이와 관련해 맥심은 삼성동 맥심 코리아 사무실에서 기자 간담회를 통해 신제품과 앞으로 사업계획을 발표했다. 인더스트리 4.0을 위한 플랫폼은 1)소형화 2)생산유형성 3)공장 여러 상태 모니터링을 클라우드로 보내는 인더스트리 IoT 등 3가지가 중요하다. 더불어 공장 내 여러 센서 등의 지능화된 블록은 엣지단(종단)에서 이뤄져야 한다. 이를 위해서는 소형화와 실시간 네트워크 환경이 구축돼야 한다. ▲제프 드앤젤리스 맥심 인더스트리얼&헬스케어 사업부 디렉터 제프 드앤젤리스(Jeffrey DeAngelis) 맥심 인더스트리얼&헬스케어 사업부 디렉터(총괄)는 “기존의 대다수 자동차 제조 공장은 하나의 자동차 라인을 특정 공장에서만 생산할 수 있는 방식이었다. 그러나 스마트 팩토리는 라인 하나에서 여러가지 자
[첨단 헬로티] 전기적·광학적 효율 동시에 높인 고효율 마이크로 LED 개발 국내 연구진이 차세대 광원으로 주목받는 마이크로 LED의 전기적· 광학적 효율을 동시에 높이는 방법을 찾았다. 고려대학교 김태근 교수 연구팀은 최근 금속 이온의 전기화학적 도핑 방법으로 마이크로 LED의 전기, 광 효율을 높인 고효율 투명전극을 개발했다고 밝혔다. 마이크로 LED는 대형화가 쉽고 수명이 길어 미래형 디스플레이의 발전을 이끌 차세대 광원으로 주목받는 기술이다. 지난 10월 15일, 한국연구재단은 고려대학교 김태근 교수 연구팀이 금속 이온의 전기화학적 도핑 방법으로 마이크로 LED의 전기, 광 효율을 높인 고효율 투명전극을 개발했다고 밝혔다. ▲ 고려대학교 전기전자공학부 김태근 교수 마이크로 LED는 대형화가 쉽고 수명이 길어 미래형 디스플레이의 발전을 이끌 차세대 광원으로 주목받아왔다. 하지만 고해상도 마이크로 LED 디스플레이 구현을 위해서는 작고 제한된 픽셀(pixel) 면적에 효과적으로 전류를 주입해 빛의 추출을 극대화해야 하는 어려움이 있었다. 따라서 광학적·전기적 특성을 동시에 높이는 마이크로 LED 광원 제작 기술이 요구
[첨단 헬로티] 비디오젯, 계란에 맞는 정확한 코드 인쇄 솔루션 제공 고객의 요구 사항을 파악하고, 선별기와 프린터의 통합 방식을 검토하여, 계란 인쇄가 일상적인 청소 및 유지 보수 작업에 어떤 영향을 미칠 것인가를 이해하고 나면, 계란 인쇄 솔루션을 구현할 준비가 끝난다. 주요 구현 문제를 해결할 최고의 방법은 무엇인가? 비디오젯(비디오젯)은 전 세계 연속식 잉크젯 인쇄 장비의 선두적인 생산업체로, 세계 곳곳의 비디오젯 설비에서 자체 잉크를 개발하여 생산하고 있다. 유럽에서는 오랜 시간 동안 잉크를 사용한 계란 코드 인쇄를 요구해 왔으며, 매년 비디오젯 연속식 잉크젯 프린터들은 수십억 개의 계란에 코드를 인쇄하고 있다. 최고의 인쇄 위치 계란 코드 인쇄 장비를 설치할 최적의 장소는 계란이 포장 레인으로 이동하는 트랙에서 이동 영역을 막 통과한 후다. 이 부분에 설치하면 모든 계란에 빠짐없이 인쇄할 수 있고 잉크가 마르기까지 가장 긴 시간을 제공할 수 있다. 계란이 바구니에 담기면 인쇄할 공간이 많지 않기 때문에, 인쇄 헤드 위치와 조정이 매우 중요하다. 대부분의 인쇄 헤드는 계란 측면에 인쇄하도록 설치되기 때문에, 매우 안정적인 인쇄가 가능하고 인쇄 헤드도
[첨단 헬로티] 화학, 제약, 의료, 반도체, 항공우주에서 중요한 역할을 담당하는 ‘임베디드 비전’ '임베디드 비전'은 시각적 수단을 통해 환경을 이해하는 기계에서 컴퓨터 비전을 실제로 사용하는 것을 의미한다. 컴퓨터 비전은 디지털 처리 및 지능형 알고리즘을 사용하여 이미지 또는 비디오의 의미를 해석하는 것이다. 컴퓨터 비전은 지난 수십년 동안 주로 학술 연구 분야였다. 그러나 오늘날에는 큰 변화가 진행 중이다. 매우 강력하고 저렴하며 에너지 효율적인 프로세서가 등장함에 따라 임베디드 시스템, 모바일 장치, PC 및 클라우드에 실제 컴퓨터 비전 기능을 통합하는 것이 가능해졌다. 향후 몇년 동안 다양한 종류의 시스템에 임베디드 비전 기술이 급속하게 확산될 것이다. 임베디드 비전이 각 산업에서 어떻게 활용되고 있으며, 앞으로의 전망은 어떤지 살펴보도록 한다. 화학 및 제약 산업에서 임베디드 비전 활용 화학 및 제약 산업 임베디드 비전 기술은 엄격한 규제 환경에서 마진을 확대하고 비용을 줄이기 위해 활용되고 있다. 화학 및 제약 산업의 임베디드 비전 시스템은 정확성과 신뢰성으로 인해 특히 고속 및 대량의 품질 보증을 위한 검사 업무에 주로 사
[첨단 헬로티] Sony ICX618 CCD 센서 카메라의 1:1 교환이 가능한 첫 번째 제품 소니의 CCD 센서 ICX618 센서 카메라를 대체할 첫번째 제품이 출시됐다. 바슬러(Basler)에서 새로운 ace U 카메라를 출시했다. 소니의 CCD 센서 ICX618 센서 카메라를 1:1 교환할 수 있는 업계에서 유일한 제품이다. 새로운 모델인 acA640-121gm은 인기 제품이었으나, 단종된 Sony ICX618 센서를 탑재한 카메라와 동일한 광학 포맷, 해상도, 속도, 픽셀 크기를 가지고 있다. 새로운 ace u는 GigE 인터페이스의 모노크롬 카메라로 출시되며, VGA 해상도 및 초당 최대 130 프레임 속도를 지원한다. 바슬러, ace U 카메라의 주요 특징은 5가지로 요약된다. 첫째, 바슬러의 특허받은 새로운 알고리즘을 통해 카메라의 EMVA 값을 왜곡하지 않고, Sony ICX618 센서 특징을 1:1로 재현할 수 있다. 둘째, 새로운 ace U 모델(acA640-121gm)은 CCD 센서 ICX618을 탑재한 ace classic acA640-120gm과 동일한 광학적 성능을 가지고 있다. 셋째, 동일한 노출 상황에서 새로운 ace U 모델은
머신비전산업에서 인공지능 기술(머신러닝, 딥러닝)이 빠르게 확산되고 있다. 인공지능 기술을 통해 기존의 컴퓨터비전 기술로는 어려웠던 검사가 가능해질 뿐만 아니라 ‘데이터의 자기 학습’으로 보다 빠르고 쉬우며 신뢰성과 유연성을 갖춘 머신비전 검사가 가능해졌다. 이에 따라 자연스럽게 인공지능 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 국내 대표적인 머신비전 전문업체인 라온피플은 ‘LAON PEOPLE’s 머신러닝 아카데미’를 통해 인공지능의 대표적인 기술인 머신러닝 기술에 대해 연재한다. AlexNet AlexNet의 설계자가 성능 향상을 위해 좀 더 고려한 부분은 ReLU, overlapped pooling, response normalization, data augmentation, dropout 및 2개의 GPU 사용이라고 볼 수 있다. 이전 회차에서는 위항목들 중 ReLU에 대해서만 살펴보았다. 이번 회차에서는 나머지 부분에 대해 살펴볼 예정이다. Overlapped Pooling CNN의 구조에서 일반적으로 pooling은 convolution을 통해 얻은 feature-map 영상의 크기를 줄이기 위한 용