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2025-10-05 (일)

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드론, 카메라·GPS 없이 조종 가능한 신기술 개발

4차 산업 혁명의 핵심 기술로 주목받는 '드론'은 원격으로 조작 가능한 무인 항공기를 말한다. 일반적으로 조종기를 통해 드론에 신호를 보내어 모터를 제어하고 비행하도록 한다. 기존 드론 기술은 위치 파악을 위해 GPS나 카메라에 크게 의존하고 있으며, 날씨의 영향을 많이 받고 있다. 또 드론이 외진 지역에서 작동할 때 다운타임(downtime, 시스템을 이용할 수 없는 시간)을 최소화하기 위해서는 유도 솔루션 기술이 필요하다. 최근 드론의 이같은 단점을 해결할 수 있는 새로운 기술이 개발됐다. 미국 기술전문매체 '인터레스팅엔지니어링(InterestingEngineering)'은 일본 도쿄대학교 연구팀과 통신사 NTT가 자율주행 드론의 무선주파수인식(RIFD, Radio-Frequency IDentification) 기반의 유도 시스템을 개발, 카메라와 GPS 없이도 정확한 비행이 가능하게 됐다고 전했다. RIFD란 무선인식이라고도 하며, 반도체 칩이 내장된 태그(Tag), 라벨(Label), 카드(Card) 등에 저장된 데이터를 무선주파수를 이용하여 먼 거리에서 비접촉으로 읽어내는 인식시스템이다. 이를 드론에 적용함으로써 기존의 방식과는 달리 GPS나 카메라에 의존하지 않고도 드론을 정확하게 조종할 수 있다는 것이 연구팀의 주장이다. RFID 태그 기반 작동 원리 개선 RFID 태그 시스템은 무선 송수신용 안테나를 내장한 리더(Reader)와 필요한 정보를 저장하고 교환하는 태그, 유·무선 통신망으로 연결된 서버로 구성된다. 일본의 연구팀은 이 RFID 태그 시스템을 드론에 적용하여, 드론이 주어진 작업을 자율적으로 수행할 수 있도록 했다. 밀리미터파 주파수를 사용한 통신 방식 덕분에, 드론은 몇 마일이나 떨어진 거리에서도 RFID 태그와 통신이 가능하다. 연구팀은 기존의 RFID 태그가 단거리에서만 작동하는 한계를 극복하기 위해 태그의 반사 성능을 개선했다. 태그가 더 넓은 각도에서 신호를 수신하고 전송할 수 있도록 모서리 반사판을 추가함으로써, RFID 태그의 작동 범위와 효율성을 향상시켰다. GPS 의존 한계 극복 GPS만 사용한다면 드론 비행에 한계가 있다. 드론이 복잡한 도시 환경에서도 효과적으로 작동할 수 있도록, 연구팀은 밀리미터파 RFID 기술의 한계를 극복하고 더욱 정밀하게 작동하는 신호 처리 파이프라인을 개발하는 데 중점을 두었다. 일각에서는 연구팀이 GPS 기술을 활용했다고 주장할 수도 있다. 이에 연구원들은 GPS를 기반으로 한 기술은 드론과 착륙 지점에 각각 GPS 모듈이 필요하다고 지적했다. GPS 모듈은 설치와 유지 관리 비용이 상승하며, 착륙 포트에 지속적인 전원 공급도 필요하게 된다, 이는 특히 외진 지역에서는 큰 제약이 될 수 있다. RFID 태그는 배터리가 필요 없이 전 세계 어디에서든 작동이 가능하다. RFID 태그는 외부 영향을 최소화하며, 손상되지 않는 한 원격지에서도 수년 동안 작동이 유지될 수 있다. 연구팀은 이런 RFID 기술의 활용은 드론 인프라 구축 과정에서도 원격 지역에서 의료 서비스를 제공하거나 재난 대응이 가능하다고 주장했다. 한편, 한국의 제이마플은 지난 2023년 9월 GPS가 고장나거나 재밍 공격으로 인해 작동하지 않는 상황에서도 드론이 정상적으로 비행할 수 있는 항법 시스템을 개발해 비행 시험에 성공했다. 제이마플은 라이다(LiDAR)를 활용한 기술(L-GPS)만으로 드론이 50~150m 고도에서 1.2km의 거리를 성공적으로 비행했다. 이 시스템은 지면의 3차원 정보를 정확하게 측정할 수 있어, 낮과 밤 모두 드론의 위치를 정확하게 파악하고 안정적인 비행을 지원한다. 또한, 야외나 산지 등 다양한 환경에서도 드론의 정확한 비행이 가능하도록 도와준다. RFID 태그 기술과 라이다(LiDAR)를 활용한 기술 적용 등 드론의 한계를 극복할 수 있는 기술이 속속 개발돼 드론의 활용 영역을 더욱 넓혀주고 있다.
- IT/바이오
2023-10-30 11:10:00
그린란드 빙하, 온도 상승 제어하면 복원 가능하다

기후 변화로 인해 그린란드의 빙하가 빠르게 녹고 있다. 과학자들은 이러한 변화가 지속될 경우 해수면이 상승하여 일부 국가들은 땅이 잠길 위험이 있으며, 다른 국가들은 가뭄과 극심한 무더위에 시달릴 것이라고 경고하고 있다. 미국 매체 뉴저(Newser)는 지구의 온도가 파리 협정의 목표를 초과하여 상승하더라도 특정 조건하에서 빙하가 회복할 수 있다는 '네이처(Nature)'에 게재된 연구 결과를 소개했다. 지구온난화 방지 노력이 필요 없다는 것이 아니라, 온도 상승을 빠르게 제어할 경우 빙하의 복원이 가능하다는 주장이다. 또다른 매체 NPR에 따르면, 역사적으로 두께가 2마일(약 3.2km)에 이르는 밀도 높은 빙하는 몇 차례 큰 변화를 겪었지만 완전히 회복된 적이 있다. 논문의 주 저자인 닐스 보초(Nils Bochow)는 "그린란드 빙하는 우리가 생각했던 것보다 더 탄력적이다"라고 평가했다. 빙하의 회복력은 기후 변화의 정도와 그 영향에 대해 어떻게 대응하는지에 따라 결정될 것이라는 것. 네이처의 보고서에 따르면, 2023년 기후 변화의 기록적인 온도 상승이 산업화 이전에 비해 화씨 3.6도(섭씨 약 -15.7℃)를 초과하지 않을 것으로 파리협정 목표에 부합할 것으로 예상된다. 하지만, 연구팀은 온도가 계속 상승하여 목표치를 초과하더라도, 100~200년 후에 온도가 급격히 하락한다면 빙하는 회복의 기회를 갖게 될 것이라고 예측했다. 보초는 "온도를 일정 시간 동안 제어할 수 있다면, 빙하의 큰 손실을 방지할 수 있다"고 설명했다. 즉, 산업화 이전 대비 지구 온도가 6도 이상 상승해도 몇 세기 내에 온도 상승을 1.5도로 조절할 수 있다면, 빙하 손실을 크게 줄일 수 있을 것이라고 추정했다. 지구의 온도가 앞으로 몇 도 상승되고, 빙하 회복 기간이 얼마나 걸릴지에 대한 확실한 답은 아직 없다. 현재 빙하 녹는 속도는 과거의 환경 조건에 크게 의존하고 있다. 파리협정의 목표 온도에 도달한다면, 시간이 흐름에 따라 빙하는 점차 회복될 가능성이 있다. 그러나 이는 아직 '가정'에 불과하다. '파리협정'은 2015년 유엔 기후 변화 회의에서 채택된 조약으로 195개국이 채택했으며 '파리기후변화협정'이라고도 한다. 2016년 11월 4일부터 국제법으로 효력이 발효됐다. 당시 버락 오바마 전 미국 대통령 주도로 체결된 이 협정은 산업화 이전 수준 대비 지구 평균온도가 2℃ 이상 상승하지 않도록 온실가스 배출량을 단계적으로 감축하는 내용을 담고 있다. 보초는 네이처와의 인터뷰에서 "지금 당장 조치를 취하지 않으면, 우리는 시간과의 싸움에서 밀릴 것"이라면서 "기다릴수록 상황은 더 어려워질 것"이라고 말했다. 그러나 빙하의 회복 가능성이 있지만, 그 이전에 빙하가 녹으면서 다른 지역에서는 여전히 파괴적인 영향을 끼칠 것이 분명하다고 우려했다. 워싱턴 포스트(Washington Post)는 앞서 미국에서 2050년까지 해수면이 약 30.5cm(1피트) 상승할 경우, 해안을 따라 '매우 파괴적인 홍수'가 발생할 가능성이 5배 커질 것이라고 보도했다. 현재 그린란드의 빙하는 매년 약 2700억 톤씩 녹아 내려가고 있어, 해수면이 연간 약 4mm 상승하고 있다. 빙하 전문가 지니 카타니아(Ginny Catania)는 "그린란드에서 녹아 내린 빙하는 이미 해수면 상승의 약 20%를 차지하고 있다. 만약 그린란드의 빙하가 모두 녹아내린다면, 해수면은 약 6m(20피트) 상승할 것"이라고 말했다. 카타니아는 "이것은 인간이 기후 변화에 어떻게 대응해야 하는지에 대한 중요한 고려 요소"라고 덧붙였다.
- 산업
2023-10-27 11:15:00
엔비디아, 로봇 훈련용 AI 에이전트 '유레카' 개발

인공지능(AI) 칩 개발 전문기업인 엔비디아가 로봇에게 복잡한 기술을 가르칠 수 있는 새로운 AI 에이전트인 '유레카(Eureka)'를 개발했다고 발표했다. 엔비디아 공식 블로그 게시물에 따르면 AI 에이전트 유레카를 개발한 엔비디아 리서치는 로봇 손이 인간처럼 빠르게 펜을 돌리는 기술을 수행할 수 있도록 처음으로 훈련시켰다. 또한 서랍과 캐비닛을 여는 법, 공을 던지고 받는 법, 가위를 다루는 법 등을 비롯해 약 30개의 작업을 로봇에게 가르쳤다. 이 AI 에이전트는 대형 언어모델(LLM, large language models)을 사용하여 보상 알고리즘을 자동으로 생성해 로봇이 복잡한 작업을 수행하도록 훈련시킨다. 엔비디아 리서치는 전 세계적으로 수백 명의 과학자와 엔지니어로 구성되어 있으며, AI, 컴퓨터 그래픽, 컴퓨터 비전, 자율주행차, 로봇공학 등의 주제에 초점을 맞춘 다양한 팀이 있다. 이번 연구는 논문과 프로젝트의 AI 알고리즘을 포함하고 있으며, 개발자는 엔비디아의 '아이작 짐(Isaac Gym)'을 사용하여 실험할 수 있다. 아이작 짐은 강화 학습 연구를 위한 물리 시뮬레이션 레퍼런스 애플리케이션으로, 오픈USD(OpenUSD) 프레임워크 기반의 3D 도구와 애플리케이션을 만드는 개발 플랫폼인 엔비디아 옴니버스를 기반으로 구축됐다. 유레카 자체는 GPT-4 대규모 언어 모델로 구동된다. 엔비디아의 AI 머신러닝 수석 디렉터 겸 유레카 논문의 저자인 아니마 아난드쿠르마(Anima Anandkumar)는 "강화 학습은 지난 10년 동안 인상적인 성과를 거뒀지만 시행착오를 거쳐야 하는 보상 설계와 같은 여전히 어려운 과제가 많다"며 "유레카는 어려운 과제를 해결하기 위해 생성과 강화 학습 방법을 통합하는 새로운 알고리즘을 개발하기 위한 첫 걸음"이라고 말했다. 유레카, 로봇 훈련시키는 AI 이 논문에 따르면 로봇의 시행착오 학습을 가능하게 하는 유레카 생성 보상 프로그램은 80% 이상의 작업에서 사람이 작성한 전문 보상 프로그램보다 성능이 뛰어나다. 이로 인해 로봇의 평균 성능이 50% 이상 향상된다. 이 AI 에이전트는 GPT-4 LLM과 생성형 AI를 활용, 강화 학습을 위해 로봇에 보상을 제공하는 소프트웨어 코드를 작성한다. 작업별 프롬프트나 사전 정의된 보상 템플릿이 필요하지 않으며, 사람의 피드백을 쉽게 통합하여 개발자의 비전에 더 정확하게 부합하는 결과를 위해 보상을 수정할 수 있다. 유레카는 아이작 짐의 GPU 가속 시뮬레이션을 사용해 보다 효율적인 훈련을 위해 대량의 보상 후보 품질을 빠르게 평가할 수 있다. 그런 다음 유레카는 훈련 결과에서 주요 통계의 요약을 구성하고 LLM에 보상 함수 생성을 개선하도록 지시한다. 이런 식으로 AI는 스스로 개선된다. 네 발 달린 로봇, 이족 보행, 손재주가 좋은 로봇 손, 협동 로봇 팔 등 다양한 종류의 로봇이 여러 가지 작업을 수행하도록 가르친다. 로봇 적용 범위 확장 기대 이 연구 논문은 로봇 손이 복잡한 조작 기술의 다양한 범위를 보여주는 오픈 소스 민첩성 벤치마크를 기반으로 한 20가지 유레카 훈련 작업의 심층적인 평가를 제공한다. 이처럼 유레카는 로봇 학습에 획기적인 발전을 가져올 것으로 기대된다. 로봇이 스스로 학습할 수 있게 되면 개발자가 로봇에게 특정 작업을 수행하는 방법을 알려주기 위해 많은 시간을 할애할 필요가 없어진다. 또한 유레카는 다양한 종류의 로봇을 훈련함으로써 로봇의 적용 범위를 확장할 수 있다. 엔비디아의 선임 연구 과학자 린지 '짐' 판(Linxi 'Jim' Fan)은 "유레카는 대규모 언어 모델과 엔비디아 GPU 가속 시뮬레이션 기술의 독특한 조합"이라고 말했다. 그는 "우리는 유레카가 손재주 있는 로봇 제어를 가능하게 하고 아티스트를 위해 사실적인 애니메이션을 제작할 수 있는 새로운 방법을 제공할 것이라고 본다"고 덧붙였다. 유레카는 로봇 기술의 미래에 대한 가능성을 제시하는 획기적인 연구이다. 유레카의 발전이 가속화되면 로봇이 우리 생활에서 더 널리 사용될 것으로 기대된다.
- 산업
2023-10-25 11:27:00
생체공학 로봇 손, 절단 부위 재건 수술 혁신

약 20년 전 농사 중 사고로 오른팔을 잃은 스웨덴 여성 카린(Karin)은 의수 보조 장치를 사용해왔지만, 그 장치의 불편함으로 인해 큰 스트레스와 고통을 겪어야 했다. 그녀는 의수 보조 장치를 사용하면서도 팔의 통증으로 많은 어려움과 스트레스를 겪었고, 다양한 진통제를 복용해야만 했다. 하지만 최근 새로운 생체공학 수술 방법의 개발로 인해, 절단된 신체 부위를 가진 사람들에게 희망의 빛이 보이기 시작했다. 영국 야후 뉴스(yahoo news)에 따르면 이 새로운 수술 방법은 전극을 이용해 의수와 신경계를 연결하는 것으로, 절단된 신체 부위를 가진 사람들의 삶에 큰 변화를 가져올 것으로 보인다. 연구팀은 인간과 기계를 연결하는 새로운 인터페이스 기술을 개발했다. 이는 '골집합술'이라 불리는 기술로 스켈레톤(skeleton, 뼈대)에 영구적인 임플란트를 부착하는 수술과, 절단된 부위와 신경계를 직접 연결하는 재건 수술을 결합했다. 연구팀은 카린의 팔을 재건하기 위해 티타늄 임플란트를 이용하여 반두근과 요골 뼈에 수술했다. 그 후 절단된 신경을 수술로 자유 근육 이식을 통해 이식했고, 이를 전극과 연결해 자체 근육과 자유 근육 이식물, 그리고 요골 신경에도 이식했다. 사이언스 로보틱스(Science Robotics) 저널에 게재된 논문에서 카린은 "일상생활에서 계속해서 보철물을 사용하고 있다"며 "나에게 이 연구는 더 나은 삶을 제공했기 때문에 많은 의미가 있다"고 말했다. 논문에서는 기존의 인공 의수나 의족이 사용하기 불편하고, 기능이 제한적이며 신뢰성이 떨어진다고 지적했다. 새로운 신경-근골격 인터페이스 기술은 이런 문제점들을 해결하며, 신경적 제어가 가능한 보철 장치의 일상적인 사용을 가능하게 하는 새로운 방법을 제시했다. 호주 생체공학 연구소의 신경 보철 연구 책임자이자 스웨덴 생체공학 및 통증 연구 센터(CBPR)의 설립자인 맥스 오리츠 카탈란(Max Ortiz Catalan) 교수는 " 카린은 팔꿈치 아래 부분이 절단된 환자 중 이 새로운 기술을 처음으로 받아들인 사람이다"라며 "이것은 일상에서 독립적이고 안정적으로 사용할 수 있는 고도로 통합된 첨단 생체공학적 손이다"라고 밝혔다. 또한 그는 "카린이 이 보철물을 수년 동안 일상 활동에서 편안하고 효과적으로 사용했다는 것은, 이 새로운 기술이 사지를 잃은 많은 사람들의 삶에 변화를 가져올 큰 잠재력을 가지고 있다는 확실한 증거"라고 덧붙였다. 이번 수술은 MIT 연구협력교수겸 예테보리대학교 부교수이자 인테그럼 최고경영자(CEO)인 리카드 브레네마크(Rickard Branemark) 교수가 주도했다. 브레네마크 교수는 "티타늄 임플란트를 뼈에 생물학적으로 통합함으로써, 절단된 부위의 치료와 재활을 혁신적으로 발전시킬 수 있는 새로운 기회를 열었다"며, "골집합술과 재건 수술, 임플란트 전극, 그리고 인공 지능을 결합함으로써 인간의 기능을 전례 없이 향상시킬 수 있는 방법을 제공한다"고 설명했다. 그는 "팔꿈치 아래 절단에 대한 치료는 특별한 도전과제를 가지고 있으며, 이러한 신기술의 성공적 적용은 상지 재건 분야에서의 중요한 발전을 의미한다"고 덧붙였다. 이에 앞서 약 10년 전인 지난 2013년 2월 미국 보스턴에서 개최된 미과학증진협회 연례총회에 참석한 스위스 로잔공대의 실베스트로 미체라 신경 엔지니어링 연구소장은 로마에 거주하는 20대 남성에게 '바이오닉 핸드' 이식을 계획하고 있음을 밝혔다. 외신 보도에 따르면, 이 바이오닉 핸드는 팔의 신경과 뇌가 연결되어 있어 환자가 손의 감촉을 느끼고, 더욱 정교한 동작을 수행할 수 있게 설계됐다. 그러나 당시의 임상 실험에서는 바이오닉 핸드가 절단된 환자의 신경과 완벽하게 연결되지 않아, 기본적인 움직임인 주먹 쥐기나 물병 잡기 등만 가능했다고 전해졌다. 지난 10년 동안 엄청난 기술 발전을 보인 카린이 이식한 이 로봇 손은 '미아 핸드(Mia Hand)'로 불리며, 프렌실리아(Prensilis)에서 개발됐다. 프란체스코 클레멘테(Francesco Clemente) 프렌실리아 전무이사는 "보철물을 성공적으로 사용하려면 사용자의 적극적인 수용이 중요하다"며 "기술적 성능을 넘어, 프렌실리아는 사용자의 미적 취향에 따라 완벽하게 맞춤 설정이 가능한 보철 손을 개발하는 데 주력했다"고 밝혔다. 그는 "사용자들이 자신의 보철물에 자부심을 가질 수 있도록 하고, 잃어버린 신체 부위에 대해 부끄러워하지 않도록 하는 것이 우리의 목표였다"라고 설명했다.
- IT/바이오
2023-10-24 16:36:00
KG모빌리티, 필리핀 시장 진출

KG모빌리티(구 '쌍용자동차')가 코버넌트 컴퍼니를 통해 필리핀 시장에 진출한다고 자동차 전문 매체 지크휠(Zigwheels)이 23일(현지시간) 보도했다. 올해 3분기 중반, KG모빌리티는 두 기관이 체결한 계약에 따라 '더 코버넌트 카 컴퍼니(The Covenant Car Company, Incorporated, 이하 TCCCI)'를 통해 필리핀에 진출해 'KG모빌리티 필리핀(KGM PH)'을 설립했다. TCCCI 이사회의 호세 쿠이시아 주니어 의장은 "KG모빌리티 필리핀의 설립은 필리핀과 한국 양국의 지속적인 파트너십을 보여주는 또 하나의 증거다. 안목 있는 필리핀 자동차 구매자들에게 KG모빌리티의 혁신적이고 안전하며 현대적인 자동차를 제공하게 되어 매우 기쁘게 생각한다"고 말했다. 그는 "우리는 필리핀 현지 자동차 고객들이 우리의 제품 포트폴리오에 긍정적으로 반응할 것으로 낙관하고 있으며, 마찬가지로 KGM PH를 전문적으로 제작되고 신뢰할 수 있는 한국산 자동차의 대명사로 성장시키고자 한다"고 말했다. 글로벌 사명을 KG모빌리티로 변경하기 전 필리핀에서 쌍용차의 필리핀 내 판매권은 버자야 모터 필리핀(Berjaya Motor Philippines)에 있었다. 당시 이 브랜드는 필리핀에서 티볼리, 코란도, 렉스턴, 무쏘, 무쏘 그랜드 등을 판매했다. 쌍용자동차는 중국 상하이자동차와 인도 마힌드라&마힌드라를 거쳐 2022년 8월 KG그룹이 인수해, 2023년 3월22일 KG모빌리티 주식회사로 사명을 변경했다. TCCCI는 필리핀에 티볼리 크로스오버, 티볼리 그랜드, 토레스, 렉스턴, 무쏘 등 5종의 KG모빌리티 제품을 공급할 것이라고 밝혔다. 또한 전국 고객들의 요구를 지원하기 위해 강력한 네트워크를 구축할 것이라고 전했다. 회사는 성명을 통해 "2023년 4분기부터 일부 KG모빌리티 필리핀 딜러에서 차량 소매 판매와 서비스를 할 수 있으며, 2024년 1분기에 공식 브랜드 출시가 시작될 예정이다. 그리고 2024년 말까지 총 12개의 기존 대리점이 KG모빌리티 필리핀의 전국적인 대리점 네트워크를 형성할 것으로 예상하고 있다"고 밝혔다. 한편, KG모빌리티는 국내 1위 자율주행 소프트웨어 업체인 오토노머스에이투지와 '자율주행 시스템 및 차량 공동개발 협력 양해각서(MOU)'를 체결했다고 24일 밝혔다. 이번 MOU에는 자율주행 기술 고도화 협력과 미국자동차기술자협회(SAE) 레벨2 운전자 주행 보조기능 고도화, 레벨3 자율주행 차량 그리고 레벨4 자율주행 플랫폼 공동개발 등이 포함된다. '자율주행 레벨2'는 운전자가 개입하지 않아도 시스템이 속도와 방향을 동시에 제어하는 단계로, 운전자 주행을 보조하는 단계를 의미한다. 레벨3 자율주행은 운전자의 개입이 최소화되고 비상시에만 운전자가 대응하는 단계를, 레벨4는 완전 자율주행이 가능한 수준을 말한다. 이번 MOU로 KG모빌리티는 자사 레벨2 운전자 주행 보조 브랜드인 '딥 컨트롤' 기술 수준을 한층 더 높이고, 레벨3 자율주행 시스템 개발의 토대를 다지게 됐다. KG모빌리티 권용일 기술연구소장은 "미래 자율주행 시장은 어느 한 기업의 기술만이 아닌 다양한 분야의 기술과의 융합을 통해 이끌어 갈 수 있다"고 말했다.
- 산업
2023-10-24 14:11:00
리튬이온전지보다 저렴하고 안전한 '수계이차전지' 개발

리튬이온 배터리는 현재 가장 널리 사용되는 에너지 저장 장치 중 하나이지만, 여러 문제점들이 도출되고 있다. 주요 원료의 비싼 가격과 한정된 매장량, 그리고 화재 위험성 등 다양한 문제점들이 제기되고 있어 대안이 필요하다. 이에, 많은 연구자들이 경제적이면서도 안전한 리튬이온 배터리의 대체품을 개발하기 위해 노력하고 있다. 과학기술·의학전문 매체 사이언스엑스(Science X)에 따르면, 한국과학기술원(KIST)의 오시형 박사팀은 비용과 안전을 충족하는 수계이차전지를 개발했다. 이 연구는 '에너지 스토리지 머티리얼(Journal Energy Storage Materials)' 저널에 게재됐다. 수계이차전지는 리튬이온전지에 비해 원재료 비용이 상당히 저렴하며, 경제적인 이점이 있다. 다만 물이 분해되면서 발생하는 수소 가스와 관련된 내부 압력 상승과 전해질 고갈 문제로 인해 상용화에 어려움을 겪고 있었다. 과학자들은 지금까지 금속 음극과 전해질 사이에서 발생하는 수소를 줄이기 위해 표면 보호층을 개발하여 접촉 면적을 최소화하는 방법을 사용해왔다. 그럼에도 불구하고, 금속 음극의 부식과 그에 따른 부반응으로 인해 전해질의 물이 지속적으로 분해되어 수소 가스가 발생, 이로 인해 장기간 사용랑 경우 폭발 위험이 존재했다. 이 문제를 해결하기 위해 오시형 박사 연구팀은 전지 내에서 발생하는 수소 가스를 자동으로 물로 변환시키는 새로운 방법을 개발했다. 이산화망간과 팔라듐으로 구성된 복합촉매를 이용해 전지의 성능과 안전성을 동시에 향상시킨 것. 이산화망간은 일반적으로 수소 가스와 반응하지 않지만, 팔라듐을 약간 첨가하면 수소 가스가 촉매에 더 쉽게 흡수되어 물로 변환된다. 연구팀은 이번에 개발한 이 새로운 촉매를 사용한 프로토타입 셀에서는, 셀 내부 압력이 0.1기압으로 매우 안정적인 상태를 유지했으며, 전해질의 고갈 현상도 발견되지 않았다고 밝혔다. 이 연구는 수계 이차전지의 주요 안전 문제 중 하나를 효과적으로 해결해, 향후 에너지 저장 장치(ESS)의 상용화에 있어서 중요한 진전을 가져올 것으로 예상된다. 리튬이온전지를 더 경제적이고 안전한 수계이차배터리로 대체한다면, 글로벌 에너지 저장 시스템(ESS) 시장의 빠른 성장을 촉진할 가능성이 있다. KIST의 오시형 박사는 "이 기술은 수계이차전지에 적용될 수 있는 내장형 안전 메커니즘 기반의 맞춤형 안전 전략과 연관되어 있으며, 위험 요소를 자동으로 제어한다"고 말했다. 그는 또한 "이 기술은 수소 가스 누출이 큰 위험 요소인 수소 충전소와 원자력 발전소 등의 다양한 산업 시설에서도 활용될 수 있어 사람들의 안전을 더욱 보장할 수 있을 것"이라고 강조했다. 한편, 수계이차전지는 친환경적이고 안전한 특성을 가지고 있으며, 원재료 비용도 리튬이온전지에 비해 약 10분의 1 수준으로 경제적이라는 장점이 있다. 수계이차전지가 원료물질이 고가이면서 폭발 가능성이 높은 유기용매 전해질을 사용하는 리튬이온전지를 대체한다면 중대형 이차전지의 보급이 대규모로 확대될 수 있다. 이번 연구는 한국 과학기술정보통신부의 지원을 받아, 나노미래소재원천기술개발사업과 중견연구자지원사업을 통해 진행됐다.
- 산업
2023-10-24 11:29:00
[퓨처 Eyes(7)] 미래 전력의 핵심 드론

드론, 혹은 무인항공기(UAV, Unmanned Aerial Vehicle)는 미래 군사 전력의 중심으로 빠르게 부상하고 있다. 러시아-우크라이나 전쟁과 이스라엘-하마스 전쟁에서 드론은 현대전의 새로운 양상을 보여주고 있다. 드론은 군사적 용도로 처음 활용되기 시작했다. 제2차 세계대전 후에는 낡은 유인 항공기를 공중 표적용 무인기로 재활용해 오늘날 무인 항공기에 가까운 형태가 탄생했다. 드론의 역사는 오래되었으며, 미국 국방장관실에 따르면 1930년대 세계 1차 대전 중 영국이 사용한 '드론드 페어리 퀸(Droned Fairy Queen)'에서 시작되었다고 한다. 이후 1990년대부터 드론의 군사적 가치가 높아져 활발한 연구와 개발이 이루어지기 시작했다. 많은 군사전문가들은 무인 체계가 미래 군사 전력의 중심이 될 것이라 예상하고 있다. 이제 드론 연구개발은 군사과학기술의 주요 경쟁 분야로 자리잡았으며, 스텔스, 무장, 전략·전술 감시, 항모 수직 이착륙, 초음속 등의 다양한 기술이 연구되고 있다. 드론은 항공우주산업에서 빠르게 성장하고 있는 분야로, 그 활용 가능성이 매우 다양한 분야로 확장될 것으로 기대되고 있다. 드론의 종류 드론은 다양한 목적과 기능에 따라 여러 종류로 분류될 수 있다. 먼저 취미용 드론이 있다. 중국 드론 전문 제조사 DJI 제품인 DJI 매빅(DJI Mavic)과 DJI 팬텀(DJI Phantom)은 일반 소비자가 주로 사용하는 드론으로, 사진이나 동영상 촬영, 비행을 즐기기 위해 사용된다. 접이식 드론 DJI 매빅은 출시 초기 뛰어난 성능과 휴대성으로 호평받았다. 드론 전문가가 경기에 임해 챔피언 등을 결정하는 드론 레이싱에 사용되는 경쟁용 드론은 고속 드론으로 설계됐다. 상업용 드론은 농업, 부동산 촬영, 건설 현장 모니터링 등 상업적인 용도로 사용된다. 산업용 드론은 전력선 점검이나 파이프라인 점검 등 특정 산업 분야에서 사용되는 드론이다. 연구용 드론은 과학 연구나 환경 모니터링 등의 목적으로 사용된다. 군사용 드론은 군사적인 용도로 사용된다. 미국의 MQ-9 리퍼(Reaper)와 노스롭 그루먼이 제조한 RQ-4 글로벌 호크(RQ4 Global Hawk) 등은 정찰, 감시, 공격 등의 역할을 한다. 수송 드론은 작은 화물을 운반하는데 사용될 수 있는 드론이다. 앞으로 물류와 배송 분야에서의 활용이 기대된다. 수중 드론은 물 아래에서 작동하는 드론으로, 주로 해양 연구나 수중 탐사에 사용된다. 이 외에도 많은 특수 목적을 가진 드론들이 있다. 군사용 드론 군사용으로 사용되는 드론에는 아주 다양한 종류가 있다. MQ-9리퍼는 주로 미국 공군(USAF)을 위해 GA-ASI(General Atomics Aeronautical Systems)에서 개발한 원격 제어 또는 자율 비행 작동이 가능한 무인 항공기다. 장기 체공과 고고도 감시를 위해 설계된 최초의 헌터 킬러 UAV이다. USAF는 2021년 5월 현재 300대 이상의 MQ-9 리퍼를 운용했다. 북한이 사용하는 것으로 추정되는 드론의 폭탄 위력이 매우 강력하다는 연구 결과도 나왔다. 경찰대 공공안전학과 박사과정 손현종 연구원은 최근 학술지 '경찰학 연구'에 게재된 '국가중요시설 드론 테러에 대한 리스크(위험성) 평가 연구' 논문에서 이같이 지적했다. 연구에 따르면, 북한이 중동국가에 도입해 개조해서 활용중인 것으로 알려진 드론이 탑재할 수 있는 C4 폭탄의 위력은 미군의 '벙커 버스터' 두 개에 필적하는 수준이다. 농업용으로 사용되는 민간용 드론도 테러용으로 개조하면 큰 폭발력을 가질 수 있으며, 이에 대한 적절한 대비가 필요하다는 지적이다. 지난 13일 러시아 일간 이즈베스티야는 러시아는 우크라이나에 대한 특별 군사 작전을 진행하며, 해상 드론에 대한 공격에 대응하기 위해 해군 특수 헬기부대를 구성하고 있다고 보도했다. 국방부 소식통에 따르면 러시아 해군은 해상 드론을 탐색하고 파괴하는 임무를 수행하기 위해 Ka-27·29 헬기와 Mi-8 헬기 등을 포함하는 특수 헬기부대를 편성했다. Ka-29 전투 헬기는 7.62㎜ 구경의 이동식 기관총을 탑재하고 있고, 필요에 따라 23㎜ 구경 GSh-23L 기관포도 장착할 수 있다. Ka-27 다목적 헬기는 대잠수함 전투 및 탐색·구조 작업에 사용될 수 있으며, 유도 미사일 등 다양한 무기로 무장되어 있다. Mi-8 헬기는 다양한 개조 과정을 거쳐 현재 러시아 해군과 육군에서 운용되고 있으며, 7.62㎜ 또는 12.7㎜ 기관총 등이 탑재되어 있다. 특수 헬기부대의 첫 번째 부대원들은 이미 훈련을 마치고 흑해에서 전투 임무를 수행 중이다. 또한 헬기 조종사들은 낮과 밤, 기상 상황에 관계없이 해상 드론을 탐색하고 파괴할 수 있는 전술을 개발하기 시작했다. 반잠수식 드론, 레이더 탐지 회피 일반적으로 무인 보트나 반잠수식 드론은 수면에서 식별하기 어렵고 레이더를 통한 탐지도 쉽지 않다. 이 때문에 우크라이나군은 흑해 주변의 러시아 해군 기지나 주요 항만 시설을 공격하기 위해 해상 드론을 지속적으로 사용하고 있다. 지난달인 9월 초, 러시아는 크림대교를 공격하려던 우크라이나의 무인 드론 보트 3대를 성공적으로 파괴했다고 발표했다. 그에 앞서 지난 8월, 우크라이나군은 흑해의 주요 러시아 수출항인 노보로시스크의 해군 기지를 해상 드론으로 공격해 러시아 군함에 손상을 입혔다고 주장했다. 또한 우크라이나는 지난 7월, 300㎏의 폭발물을 싣고 시속 80㎞로 이동할 수 있는 새로운 해상 드론을 처음으로 공개했다. 이에 러시아는 흑해에 드론 파괴용 첫 특수 헬기부대를 배치했다. 앞으로 태평양함대를 포함한 다른 함대에도 이를 확대할 계획이다. 러시아의 군사전문가 드미트리 볼텐코프는 "헬기들은 드론을 탐색하기 위해 오랜 시간 공중에 머물 수 있으며, 드론을 발견하면 장착 화기로 즉시 파괴할 수 있다"고 설명했다. 그는 "앞으로 러시아의 모든 함대는 드론 공격에 대비해야 한다"고 덧붙였다. 지난 17일 합참은 하마스가 이스라엘을 공격할 때 드론으로 분리 장벽에 설치된 각종 감시, 통신, 사격통제 체계를 파괴한 후 침투했다면서 북한과의 연계 가능성을 제기했다. 이처럼 드론은 공중과 지상뿐만 아니라 해상과 수중에서도 활약하며 전쟁의 영역을 확장하고 있다. 전문가들은 "드론의 잠재적 위험성이 매우 크다"고 경고하며, 적절한 대응 방안이 필요하다고 강조했다.
- 포커스온
2023-10-19 10:10:00
美 스탠포드대, AI 두뇌 탑재 로봇 개 출시

스스로 인지해 장애물을 기어오르거나, 넘거나, 기어다닐 수 있는 인공지능(AI) 알고리즘을 활용한 새로운 종류의 로봇 개가 등장했다. 미국 기술전문매체 '인터레스팅엔지니어링(InterestingEngineering)'은 스탠포드 대학과 상하이 지제 연구소(Shanghai Qi Zhi Institute)가 구조물을 탐지하거나 군사용 등 다양한 용도로 사용할 수 있는 자율작동 로봇 개를 개발했다고 보도했다. 이 로봇 개는 새로운 비전 기반 알고리즘을 통해 높은 물체를 오를 수 있고, 낮은 구조물 아래로 기어가거나 틈새 사이를 비집고 들어갈 수 있다. 이는 로봇 개의 알고리즘이 뇌 역할을 하기 때문이다. 컴퓨터과학과 조교수이자 로봇 개 관련 논문 공동 저자인 첼시 핀(Chelsea Finn)은 "우리의 네 발 달린 로봇이 학습한 자율성과 복잡한 기술의 범위는 매우 인상적이다"라며 "우리는 저렴한 두 가지 다른 기성품 로봇을 사용해 이 로봇 개를 만들었다"고 설명했다. 이 로봇 개의 장점은 완전히 자율적으로 작동할 수 있다는 것이다. 이번 연구의 공동 저자인 지팡 후(Zipeng Fu)는 "우리가 하는 일은 로봇에 장착된 심층 카메라에서 얻은 이미지와 기계 학습을 통해 모든 입력을 처리해 로봇 개가 다리를 움직여 장애물을 넘고, 밑으로 통과하고 주변의 장애물을 피하도록 지각과 제어를 모두 결합하는 것"이라고 말했다. 이 새로운 개는 거친 지형을 탐색하고, 제한된 공간에 접근하고, 재난 지역에서 조난자를 찾아 구조하는 데 도움을 줄 수 있어 까다로운 환경에서 수색과 구조 임무에 이상적이다. 또한 정찰과 감시, 잠재적으로 위험한 상황에서 수행되는 군사용과 방위 분야에도 사용할 수 있다. 지팡 후는 "우리 로봇은 시각과 자율성을 모두 갖추고 있으며, 도전 과제를 파악하고 순간의 요구에 따라 파쿠르(장애물 통과 훈련) 기술을 스스로 선택하고 실행할 수 있는 운동 지능을 갖추고 있다"고 설명했다. 이 연구팀은 먼저 컴퓨터 모델을 사용해 알고리즘을 개발하고 완성한 다음 이를 실제 두 대의 로봇 개에 적용해 운동 능력이 뛰어난 지능형 로봇 개를 만드는 데 성공했다. 로봇은 자신이 선택한 방식으로 작동하고 강화 학습으로 알려진 프로세스를 통해 수행 작업에 따라 보상을 받았다. 이는 알고리즘이 새로운 난이도를 가장 효과적으로 해결하는 방법을 학습하는 매우 효율적인 방법 중 하나다. 그런 다음 연구원들은 현재 사용가능한 컴퓨터와 비전 센서, 전원 공급 장치만 활용하면서 특히 어려운 조건에서 민첩성을 입증하기 위해 실제 로봇 개를 사용하여 광범위한 테스트를 수행했다. 그 결과, 운동 지능이 뛰어난 로봇 개는 자기 키의 1.5배가 넘는 장애물을 오르고, 자기 길이의 1.5배가 넘는 틈새를 뛰어넘고, 자기 키의 3/4에 해당하는 장애물 아래로 몸을 집어넣고, 자기의 폭보다 작은 틈새를 통과할 수 있었다. 한편, 중국 로봇기업 유니트리가 개발한 로봇 개는 기능에 통합된 GPT(다양한 작업 수행이 가능토록 사전 학습한 트랜스포머 모델) 지원 시스템을 통해 사용자를 따르고 다양한 작업을 수행하고 통신도 가능하다. 이 로봇 개는 장애물을 피하면서 환경을 탐색하고 까다로운 지형을 쉽게 통과 할 수 있는 것으로 알려졌다.
- IT/바이오
2023-10-18 10:21:00
화웨이, 스마트폰 현미경 카메라 특허출원

망원경 없이도 휴대폰으로 달의 표면을 가까이에서 볼 수 있는 시대가 도래했다. 스마트폰 카메라 렌즈의 기술은 매일매일 눈에 띄게 진화하고 있다. 이제는 멀리 있는 달을 관찰하는 것이 아니라, 박테리아의 세계까지 선명하게 볼 수 있는 놀라운 현미경 기능을 갖춘 휴대폰이 시장에 등장해 화제를 모으고 있다. 기술과 산업 전문 매체 테크노드(TechNode)는 최근 중국 화웨이가 미국특허청(USPTO)으로부터 이러한 스마트폰 현미경 카메라 기술에 대한 특허를 획득했다고 보도했다. 보도에 따르면, 이 새로운 렌즈 기술은 최소 약 5mm 거리에서의 물체를 20~400배까지 확대하여 촬영할 수 있으며, 이를 통해 스마트폰에서 직접 박테리아를 분석하는 것이 가능하다고 한다. 화웨이 측은 "스마트폰 시장에서의 경쟁이 가열되면서, 다양한 신기능을 도입해 소비자들의 눈길과 신뢰를 얻고자 한다"며, "이런 현미경 카메라 기능이 시장에서 경쟁력을 갖출 것"이라고 기대감을 드러냈다. 이처럼 기술의 발전은 스마트폰의 새로운 장을 열고 있다. 테크노드에 따르면, 화웨이는 최근 획득한 현미경 카메라 기술 특허를 차세대 주력 휴대폰에 적용할지 여부를 아직 발표하지 않았다. 그러나 특허 문서에는 현미경 렌즈의 세부 정보와 다양한 사용 방법이 상세하게 제공되어 있다. 이 특허에 따르면, 두 개의 카메라가 기능을 분담한다. 하나는 일반적인 이미지 캡처용이고, 다른 하나는 마이크로 카메라로 위생 분석에 사용된다. 예를 들어, 마이크로 카메라는 사과나 손과 같은 대상의 이미지를 캡처한 후, 마이크로 모드로 전환하여 음성이나 문자를 통해 대상의 위생 상태를 분석하고 평가하며, 필요한 경우 위생 유지를 위한 조언을 제공한다. 화웨이의 이같은 혁신적인 특허는 식품 안전, 주방 기구의 청결 관리, 개인 위생 평가, 어린이 장난감과 애완동물 위생 상태 모니터링 등 여러 분야에서 활용될 수 있다. 사용자는 이 기술을 활용하여 집에서 야채나 과일의 표면 박테리아를 감지하고, 커피머신이나 전자레인지와 같은 주방 가전제품의 청결 상태를 점검할 수도 있다. 앞서 화웨이는 2021년에 미국특허청에 현미경 카메라 기술에 대한 특허 신청을 제출했다. 특허 신청서에서는 카메라가 촬영한 이미지에서 박테리아의 양을 식별하고, 관련 위생 조언을 제공하는 기능이 강조됐다. 또한, 이 특허가 코로나19 팬데믹이 심각하게 확산되던 시기에 출원되었다는 점도 눈에 띈다. 화웨이의 현미경 카메라의 혁신적인 특허는 산업 내에서도 주목받고 있다. 이미 350여 개의 기업이 패턴트 풀을 통해 화웨이의 특허 라이선스를 획득했고, 이로 인해 화웨이는 2022년 약 7조 5096억 원(약 5억 6000만 달러)의 수익을 올렸다고 한다. 또 다른 중국 기업인 오포(Oppo)도 2021년 최대 60배 확대 기능을 가진 '파인드 X3 프로(Find X3 Pro)'를 출시했다. 하지만 이 기능은 매크로 사진 촬영에 한정되어 있으며, 화웨이의 현미경 카메라 기술만큼의 세밀함은 보이지 않는다. 지난 9월, 화웨이와 샤오미는 5G를 비롯한 다양한 통신 기술에 대한 글로벌 특허 교차 라이선스 계약을 체결했다고 발표했다. 더불어 화웨이는 지난 8월에는 지상 신호를 필요로 하지 않는 위성 통화 기술이 탑재된 '메이트60(Mate60)' 시리즈를 선보였다. 이를 통해 사용자는 어디에서든 전화를 걸거나 받을 수 있게 되었다. 한편, 한국에서도 카메라 렌즈 기술 혁신 소식이 전해졌다. 포스텍의 노준석 교수 연구팀은 휴대폰 뒷면의 여러 카메라 렌즈를 하나의 메타렌즈로 통합, 초점 위치를 자유롭게 조절하는 기술을 성공적으로 개발했다. 이 메타렌즈는 나노미터(nm) 크기의 인공 구조체로 구성되어 있으며, 빛의 다양한 특성을 제어할 수 있다. 또한 기존 렌즈의 두께를 획기적으로 줄일 수 있어, 생체 분자 이미징이나 광학 컴퓨터 등 다양한 분야에서 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
- 산업
2023-10-13 10:03:00
챗GPT, 음성↔텍스트 상호 변환...소통 능력 향상 기대

대화형 인공지능(AI) 서비스 챗GPT가 텍스트를 통해 사용자와 소통했던 단계를 벗어나 사진을 인식하고 음성을 텍스트로 변환하고, 텍스트를 다시 음성으로 합성할 수 있는 버전을 도입한다고 밝혀 이전보다 더 인간다운 모습을 보일 전망이다. 기술 과학 전문매체 기즈모도(GIZMODO)에 따르면, 챗GPT 제조사인 오픈AI는 챗GPT에 도입될 프로모션 비디오를 통해 사용자에게 이미지 인식 기능에 대해 선보이고 있다고 전했다. 예를 들어, 사용자가 챗GPT에게 자전거 좌석을 낮춰달라고 요청하면 챗봇은 먼저 모든 종류의 좌석을 낮추기 위한 일반적인 조언을 했다. 위의 사진에서 볼수 있듯이 처음 자전거 좌석을 사용하는 이용자가 자전거 좌석 캐치 주위에 원을 그린 후 더 자세한 도움을 요청하면, 챗GPT는 해당 볼트 유형을 인식하고 엘렌 렌치가 필요하다고 답했다. 이 시스템은 사용자 설명서와 공구 상자의 사진을 보고 올바른 크기의 렌치가 있는지도 확인할 수 있다고 기즈모도는 설명했다. 음성 인식 시스템 적용 물론, 이미지 인식은 많은 챗봇 서비스에서 실험한 것이 아니지만 음성 인식 시스템과 음성 합성에 대한 최신 기술을 보유하고 있다는 것이 오픈AI 측의 설명이다. 오픈AI는 챗봇의 새로운 음성 서비스를 사용자에게 소개하기 위해 '어머니가 챗GPT에게 특정 숲에 살고 있는 고슴도치에 대한 이야기를 자녀들에게 읽어 달라'고 요청하는 비디오를 공개했다. 비디오의 말투는 자연스러웠지만, 그림책의 캐릭터들이 각각의 고유한 목소리를 내지는 않았다. 캐릭터의 음성은 시스템에 라이선스를 부여한 성우의 목소리를 기반으로 하기 때문이다. 이는 일레븐랩스(ElevenLabs)와 같은 다른 AI 음성 합성과 유사하다. 해당 서비스는 처음에는 딥페이크(인공지능을 기반으로 활용한 인간 이미지 합성 기술)나 괴롭힘에 사용돼 비판을 받았다. 오픈AI는 자사의 첫 번째 음성 서비스가 챗GPT 음성 채팅에서만 적용된다고 밝혔고, 최근 새로운 팟캐스트 음성 번역 기능을 발표한 스포티파이(Spotify)에 음성 시스템 라이선스를 제공하고 있다. 이로써 스페인어, 프랑스어, 독일어로 인기 팟캐스터의 목소리를 모방할 수 있게 될 예정이다. 물론 이 새로운 기능은 챗GPT의 '플러스(Plus)' 또는 '엔터프라이즈(Enterprise)' 서비스 비용을 지불한 사용자에게만 제공되며 두 기능 모두 10월 중순께 iOS와 안드로이드(Android)에서 사용할 수 있게 된다. 챗GPT 웹 버전 사용자도 곧 이미지 기능을 이용할 수 있게 될 전망이다. 다만, 이 시스템은 프로모션 비디오에서 제안하는 것처럼 빠르거나 능숙하지는 않을 것으로 보인다. 과학 기술매체 와이어드(Wired)에 따르면, 챗GPT 시험용 버전을 기반으로 음성 인식이 응답하는 데 몇 초가 걸렸다. 이 매체는 이미지 시스템이 사진 속 사람을 식별하려고 시도하지 않을 것이며, 사생활을 어떻게 보호할지 두고 봐야 할 것이라고 지적했다. 오픈AI 대변인은 기즈모도에 "시간이 지나면서 점진적으로 개선하고 위험을 줄일 수 있는 세부 사항들을 다듬는 것이 중요하다"며 "이 새로운 기능을 최소화하기 위해 '레드팀'을 구성했다"고 밝혔다. 그러나 사용자들이 다시 한번 챗봇의 윤리적 경계를 넘어서는 것은 시간문제다. 챗GPT는 지난 2022년 11월 공개 직후 대대적으로 인기를 끈 이후 사용자 수가 감소했다. 이는 일부 사용자들이 오픈AI가 챗봇의 기능을 제한했다고 느꼈기 때문이다. 오픈AI는 피해를 최소화하고 챗봇 사용자들이 자유롭게 활용할 수 있는 윤리적 균형을 찾는 데 어려움을 겪고 있다. 한국어 개인정보 방침 제공 한편, 오픈AI는 지난 2023년 9월 비영어 국가 중 처음으로 한국어로 된 개인정보 처리방침을 제공하고 국내 이용자를 위한 개인정보 가이드라인을 마련했다. 회사 서비스를 통해 수집되는 개인정보를 추가로 이용하기 위한 조건과 아동의 기준이 상향된 것으로, 국내 이용자 687명의 개인정보 유출 건에 대한 개인정보보호위원회의 개선 권고 일환이다. 오픈AI가 대한민국 이용자로부터 수집한 개인정보를 활용하기 위해서는 먼저 수집된 개인정보의 추가적인 이용·제공이 당초 수집 목적과 관련성이 있어야 한다. 동시에 수집한 데이터를 추가로 이용·제공할 수 있다는 예측도 가능해야 한다. 또 대한민국 '아동'의 연령기준을 13세에서 14세로 상향했다. 이밖에도 '처리 위탁 및 국외 이전'의 기준을 마련하고 '개인정보 파기 절차 및 방법', '정보주체와 법정대리인의 권리', '연락처', '국내대리인'을 명시했다.
- IT/바이오
2023-10-11 10:03:00
영국 브리스톨대, 유방암 조기 발견 로봇 개발

유방암은 유방에 발생하는 악성 종양을 말하며, 유방 조직이 비정상적으로 성장하거나 다른 부위로 확산되는 암을 의미한다. 미국에서는 유방암이 오래 전부터 여성 암 중에서 1위를 차지하는 것으로 알려져 있다. 우리나라 역시 2001년을 기점으로 유방암 발생률이 가장 높은 여성 암으로 상승하며 지속적으로 증가하는 추세다. 야후 뉴스에 따르면 영국 브리스톨 대학의 연구팀은 브리스톨 로보틱스 연구소와 협력해 새로운 유방암 검사 로봇을 개발했다. 이 로봇은 인간이 직접 검사할 때의 힘과 매우 유사하게 섬세한 힘을 적용할 수 있어, 기존의 방법보다 더 깊은 부분의 멍울을 센싱하는 데 탁월하다. 이 기술은 건강 센터에서의 방문 검사를 통해 안전한 CBE(Clinical Breast Examinations)로 유방 검사를 진행하며, 여성들에게 유방 건강을 모니터링하는 혁신적인 방법을 제공할 것으로 기대된다. 검사의 정확성과 반복성, 정밀도는 환자에게 매우 중요한데, 이러한 요소들을 강화하기 위해 다양한 자동화와 반자동화 장치가 개발되어 왔다. 특히, 이번에 개발된 로봇은 최소 침습 수술과 같이 감지가 어려운 상황이나 접근하기 힘든 경우에도 환자에게 도움을 줄 수 있도록 설계됐다. 브리스톨 로보틱스 연구소의 안토니아 체마나키(Antonia Tzemanaki) 박사 주도 아래 연구원들이 이번 연구를 진행했다. 이번 연구 결과는 「유방 검사를 위한 로봇 (Ic Radial Palpation mechaniSm, IRIS)」라는 제목의 논문으로, RO-MAN 컨퍼런스에서 공개됐다. 연구 논문의 주요 저자인 조지 젠킨슨(George Jenkinson)은 "임상 유방 검사(CBE)의 유용성에 대해 다양한 의견이 있지만, 최근에 개발한 검사 방식은 위험성이 매우 낮은 유용한 진단 기술로 인정받을 것"이라고 밝혔다. 젠킨슨은 "과거에는 로봇이나 전자 장치를 활용해 유방 조직을 물리적으로 접촉하며 CBE의 표준을 향상시키려는 시도가 있었다. 하지만 지난 10년간의 기술 발전으로 더욱 발전된 센서 및 조작 기술을 도입할 수 있게 되었다"고 설명했다. 해당 연구에서 팀은 특수 조작 장치가 실제 유방의 크기와 모양을 정밀하게 감지할 수 있는 민첩성을 지니는지 검증했다. 이를 위해 3D 프린팅과 다양한 컴퓨터 수치 제어 기술을 활용해 조작 장치를 제작했으며, 실리콘으로 만든 유방 모델과 그 디지털 복제품에서의 실험을 시뮬레이션 실험과 결합해서 진행했다. 팀은 이번 시뮬레이션을 통해 수천 차례의 촉감 실험을 수행했고 동시에 센서를 2개, 3개, 4개를 사용했을 때의 각각의 효율성 차이를 분석하여 정확한 결과를 도출할 수 있었다. 젠킨슨은 "이 연구가 유방암 진단에 중요한 역할을 하고, 풍부한 데이터를 제공하여 조기 유방암 진단의 향상을 위한 변화를 구체화하는 데 도움이 되길 바란다. 더불어 이 기술을 통해 건강 정보를 객관적으로 수집할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다. 팀은 다음 연구 단계에서 전문가의 CBE 기술을 AI 기술과 통합하며, 조작 장치에 센서를 통합하여 전체 시스템이 잠재적인 암 위험을 식별하는 데 얼마나 효과적인지를 판단할 계획이다. 유방암 진단 로봇 장치와 센서의 최종적인 목적은 인간의 손길만으로는 감지하기 어려운 깊고 정확한 부분의 멍울을 찾아내는 능력을 확보하는 것이다. 더불어, 이를 초음파 검사와 같은 기존 진단 기술과 통합할 수 있게 하는 것 역시 목표 중 하나이다. 젠킨슨은 "우리의 로봇 기술이 유방 검사에서의 효과성을 입증했고, 앞으로 조기 유방암 진단에 크게 기여하여 환자의 건강을 지킬 수 있을 것이라 확신한다"고 말했다.
- IT/바이오
2023-10-10 11:27:00
브리지스톤, '인공 근육'으로 로봇 팔다리 구현

타이어 전문 기업 '브리지스톤'이 인공 근육 신기술을 선보였다. 오랜 기간의 고무 소재 연구 끝에, 로봇 움직임을 위한 '인공 근육' 개발에 성공한 것. 일본 매체 뉴스위치(Newswitch)의 최근 보도에 따르면, 브리지스톤은 좌우로 구부러지는 특성을 가진 인공 근육을 제작에 성공했다. 새롭게 공개된 인공 근육은 특별한 구조로 디자인됐다. 판 스프링에 두 개의 튜브를 장착하면 튜브가 팽창될 때 해당 튜브의 측면 방향으로 구부러진다. 이러한 구조 덕분에 한 개의 튜브만으로도 킬로그램 단위의 큰 힘을 발휘할 수 있다. 특히, 이 인공 근육을 로봇의 손가락 부분에 적용하면 로봇이 손을 열거나 닫는 동작을 수행하는 것이 가능하다는 것이 브리지스톤 측의 설명이다. 이 회사는 인공 근육을 '소프트 로보틱스 벤처스'라는 자체 벤처를 통해 상용화할 방안을 모색하고 있다. 로봇 기술의 새로운 변화를 주도하고 있는 '로봇 근육'이 맥키벤 형태의 설계를 중심으로 주목을 받고 있다. 이 혁신적인 설계는 고강도 섬유로 짜여진 슬리브 안에 고무 튜브를 삽입하여 부풀리는 방식이다. 튜브의 팽창을 통해 인공 근육은 수축하는 힘을 발휘하며, 내부의 판 스프링과 조화롭게 작동하여 근육이 신축적으로 구부러진다. 흥미롭게도 판 스프링 양측에 튜브를 배치하면, 부풀리는 방향으로 인공 근육이 구부러질 수 있다. 과거 기술에서는 로봇 손가락이 닫는 방향으로만 움직였지만, 이번에 개발된 인공 근육은 양쪽으로 구부러져 손가락을 열거나 닫는 동작이 가능하다. 심지어 이를 로봇의 다리에 적용하면, 앞으로 밀거나 뒤로 당기는 동작도 가능하게 된다. 또한 이 인공 근육의 특징 중 하나는 공압 구동 방식을 채택해 가볍고, 킬로그램 단위의 힘을 발휘할 수 있다는 점이다. 복잡한 기어 구조가 없어 파손 위험이 줄어들며, 물이나 모래 같은 환경에도 높은 저항성을 보인다. 간결한 구조 덕분에 상당히 긴 길이의 인공 근육 제작도 가능하다. 현재는 신축성 있는 미터 단위의 큰 근육을 연구 중이다. 브리지스톤 관계자는 "부드러운 신체와 움직임을 제어하는 기술, 소프트 로보틱스에 큰 가능성을 보고 있다"며, "정확한 손의 위치나 형태에 구애받지 않아도, 인공 근육이 자동으로 형태를 조절해 불규칙한 대상도 쉽게 잡을 수 있다"고 설명했다. 한편, 이보다 앞서 2022년 12월, 미국의 MIT에서는 '맥키벤 엑추에이터'라는 공압장치를 모방한 로봇 인공호흡기를 선보였다. 이는 횡경막 기능 장애를 앓고 있는 환자들에게 새로운 희망의 빛을 선사했다. 게다가 강력한 골격과 부드러운 외부 코팅을 통해 단순한 파지만으로도 대상을 식별하는 놀라운 핸드 기술도 선보였다. 국내 기업 클론로보틱스도 이 분야에서 뒤쳐지지 않는다. 인공 근육과 밸브의 조화로움을 통해 사람의 손처럼 유연한 움직임을 구현한 '로봇 핸드'를 구현했다. 또한, 생추어리AI는 휴머노이드 로봇에 특화된 핸드를 탑재, 지퍼백 안에 공을 넣는 정교한 동작을 완벽히 구현하는 기술력을 과시했다. 로봇 과학 전문가들은 '로봇 핸드 기술'을 로보틱스 발전의 핵심으로 꼽고 있어, 이 분야에 대한 기업과 정부, 연구 기관의 지속적인 관심과 투자가 절실하게 요구된다.
- 산업
2023-10-06 08:52:00
리튬이온 배터리, 재활용 시장 성장세

중국의 리튬이온 배터리(LIB) 관련 기술이 날로 발전하고 있다. 게다가 폐배터리 재활용 연구도 활발해 제조와 생산에 이어 재활용까지 명실상부한 배터리 산업 세계 1위 종주국 자존심을 지키려 애쓰는 모습이 역력하다. 최근 널리 사용되고 있는 리튬이온 배터리는 모바일, 태블릿을 비롯해 전기자동차 등 다양한 분야에 쓰이고 있다. 현존하는 배터리 제품 중 에너지 저장능력이 탁월하다는 장점 등으로 그 수요가 증가하고 있다. 하지만, 리튬 가격 상승과 자원 고갈 문제, 독성 물질을 함유한 방전 배터리 처리 문제 등이 수면 위로 떠오르면서 리튬이온 배터리 재활용에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 미국 산업 매체 오일프라이스(Oilprice)는 리튬이온 배터리의 재활용은 높은 품질의 리튬을 회수하기 복합하고 비용이 많이 들기 때문에, 대부분의 재활용 공정은 양극에서 리튬을 추출하는데 중점을 두고 있다고 지적했다. 리튬이온 배터리를 재활용하는 것은 매우 까다로운 공정이다. 다시 사용할 수 있을 만큼 높은 품질의 리튬을 회수하는 것은 복잡하고 비용이 많이 들어간다. 중국과학원(ICCAS) 화학연구소와 중국과학원(UCAS) 대학의 위궈궈(Yu-Guo Guo)와 칭하이 멍(Qinghai Meng)이 이끄는 연구팀은 리튬이온 배터리를 재활용 하는 대체 방법을 개발했다. 이 연구팀은 물 대신에 양극에서 리튬을 회수하기 위해 비양성자성 유기 용액을 사용했다. 양성자성 물질은 수소 이온을 방출할 수 없으므로 수소 가스가 생성되지 않는다. 대부분의 재활용 공정은 음극(방전된 배터리의 리튬 대부분이 위치한 곳)에서 리튬을 추출하는 것을 목표로 한다. 그러나 리튬은 음극에 포함된 다른 금속과 함께 침전되기 쉬워 분리하는데 까다로운 작업이 수반되기 마련이다. 주로 흑연(graphite)으로 이뤄진 양극에서 리튬 추출은 훨씬 효율적이며 배터리 방전 없이 수행할 수 있다. 그러나 수용액으로 침출되면 화재와 폭발 위험도 높다. 또 이러한 반응은 많은 양의 에너지를 방출하고 수소를 생성할 수 있다. 이에 연구팀은 양극에서 리튬을 회수하기 위해 물 대신 유기 용매를 사용했다. 유기 용매 물질은 수소 이온을 방출할 수 없어, 수소 가스가 생성되지 않는다. 이 용매는 다환 방향족 탄화수소(PAH)와 에테르를 포함한다. 특정 PAH는 양극의 양성 리튬 이온과 전자 하나를 함께 흡수할 수 있으며, 온화한 조건에서 이 환원 반응은 효과적으로 제어고 매우 효율적이라는 설명이다. 또 연구팀은 PAH 피렌(네 개의 벤젠 고리로 된 여러 고리 방향족 탄화수소)을 테트라에틸렌글리콜디메틸 에테르와 함께 사용하면 양극에서 활성 리튬을 거의 완전히 용해 시킬 수 있었다고 부연했다. 추가로, 얻어진 리튬-PAH 용액은 새로운 양극에 리튬을 추가하거나 전처리 또는 사용된 양극을 재생하는 데 사용될 수 있다. PAH 용매 시스템은 처리되는 물질에 최적화하기 위해 다양하게 조절될 수 있다. PAH는 석탄, 기름, 가스, 쓰레기, 담배, 고기나 기타 물질이 연소될 때 형성되는 화학물질의 한 종류다. 오일프라이스는 "중국의 새로운 리튬 회수 공정은 효율적이고 비용이 저렴하며 안전 위험을 낮추고, 폐기물을 방지하며 리튬이온 배터리의 지속 가능한 재활용에 대한 새로운 전망을 열어준다"며 "아마도 전 세계 해변과 폐기물에 있는 수백만 개의 배터리를 재활용하는 해결책일 수 있다"고 평했다. 그러나 가장 큰 문제가 아직 남아있다. 재활용을 위해서는 먼저 배터리를 회수해야 한다. 어떤 공정을 사용하더라도 배터리를 수거하지 않으면 재활용 자체가 불가능하다. 게다가 화학 물질 사용도 문제다. 대부분의 사람들은 자신의 동네에 불쾌한 화학 물질이 들어오는 것을 원하지 않기 때문이다. PAH와 에테르를 포함한 것은 가스 밀폐 시설이 필요하며 원격 제어 기능이 반드시 필요하다. 한편, 오리온 마켓 리서치(Orion Market Research)에 따르면, 세계의 리튬이온 배터리 재활용 시장은 2022년~2028년까지 약 18.5% 성장할 것으로 예상하고 있다. 리튬이온 배터리 가격 하락에 의한 사용량 증가와 폐기물 처리에 대한 우려, 그리고 정부 정책 등이 재활용을 견인할 것으로 보여진다. 또한 LG에너지솔루션 자료에 따르면 세계 배터리 재활용 시장 규모는 2023년 108억 달러로 추정된다. 아울러 2024년 424억 달러, 2040년 2089억 달러 등으로 연평균 17% 성장할 것으로 전망되고 있다. 오일프라이스는 "하지만 무엇이든지 빨리 (대응을) 해야 한다"며 "사용된 리튬이온 배터리의 재앙적인 사고가 언젠가는 발생할 것이기 때문"이라며 리튬이온 배터리 재활용 방안 마련을 서둘러야 한다고 말했다.
- 산업
2023-09-26 09:01:00
파나소닉 HD, 전기 없이 '수소 생성기' 연구 착수

일본의 대표 리튬이온 배터리 제조사인 '파나소닉 홀딩스(HD)'가 전기 없이 수소를 생성하는 기술 연구에 본격적으로 착수했다. 이와 함께, 한국도 탄소배출을 하지 않고 수소를 만드는 '수전해' 기술 개발에 힘을 쏟고 있다. 일본 산업 전문 매체 '뉴스위치(Newswith)'에 따르면, 파나소닉 HD는 '메조결정(mesocrystal)'이라는 특별한 규칙적인 결정 구조를 가진 금속 산화물을 활용하면, 태양광만으로 광촉매의 원리로 물을 분해, 수소를 생산할 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 이로써 앞으로 수소 에너지 활용 시, 전기를 사용하는 문제를 극복할 수 있을 것이라는 전망이 나왔다. 메조결정(mesocrystal)은 아주 작은 단위결정들이 결합해 큰 구조를 형성하는 특징을 가진다. 직경이 수백 나노미터(나노는 1/10억)에서 수 마이크로미터(마이크로는 1/1백만) 크기이며, 규칙적이고 조밀한 방식으로 축적된다. 표면적이 증가하기 때문에 특성이 향상되고 광촉매 작용의 효율을 기대할 수 있다는 장점이 있다. 파나소닉 HD는 "소자 표면에 금속 산화물의 메조결정질 용액으로 코팅된 기판을 부착해 빛을 통한 광촉매 반응으로 수분을 분해하는 기술을 개발했다"고 밝혔다. 그러면서 "현재 초소형 실험 장비에서는 이 기술의 기본 작동 원리가 확인됐다"고 덧붙였다. 파나소닉은 2030년까지 이 기술의 프로토타입을 완성하는 것을 목표로, 메조 결정 구조를 더욱 정밀하게 제어하고 장치의 크기를 확장하는 연구에 주력할 계획이다. 또한, 태양광과 물을 분리해 얻은 수소로부터 추가 에너지를 얻기 위해 태양 전지판과 함께 사용하는 등의 응용 방법을 검토하고 있는 것으로 알려졌다. 한편, 한국은 탄소배출을 최소화한 수소생산 기술, 즉 '녹색 수소' 생산에 집중하고 있다. 이를 위한 핵심 기술로는 신재생에너지와 수전해가 대표적이다. 수전해 기술은 전기를 이용해 물을 수소와 산소로 분해하는 과정이다. 이 중, 두산퓨얼셀은 양성자 교환막 기반의 고분자 전해질막(PEM) 수전해 시스템을 2023년 하반기에 상용화할 방침이다. 세계 1위의 선박평형수 전기분해 처리장치 제조사 테크로스는 알카라인 방식의 수전해 시스템 개방 중인 것으로 알려졌다. 이밖에도 SK E&S는 미국의 수소 전문 기업 플러그파워와 손잡고 수전해 분야로의 진출을 준비하고 있다.
- IT/바이오
2023-09-25 08:50:00
미로 자율 탐색하는 '뇌 없는 로봇' 탄생

미로를 탐색할 수 있는 뇌가 없는 소프트 로봇이 탄생했다. 과학 전문 매체 뉴로사이언스에 의하면, 노스캐롤라이나 주립대학(NCSU)의 연구원들은 물리적 지능을 사용해 미로와 같은 복잡한 환경을 자율적으로 탐색할 수 있는 '뇌 없는' 소프트 로봇을 설계했다. NCSU가 유튜브를 통해 공개한 '뇌 없는' 소프트 로봇의 모습은 팔이나 다리 머리가 없으며, 나선형 파스타 '로티니(Rotini)'를 연상시키는 정교하게 꼬인 생소한 이미지로 눈길을 사로잡았다. 이전 모델과는 달리 이 로봇은 장애물이 없어도 자체적으로 회전할 수 있다. 이러한 독특한 움직임은 한쪽 절반이 지면에 더 많은 힘을 가하도록 설계된 비대칭적인 디자인 덕분이다. 그로 인해 이 로봇은 둥글게 호를 그리며 움직이고 동적 미로를 횡단하며 평행한 물체 사이에 끼이지 않고 피해 갈 수 있다. 이 소프트 로봇은 '물리적 지능'을 통해 작동한다. 이는 구조적 설계와 재료에 따라 동작이 결정되므로 컴퓨터나 사람의 지시가 필요하지 않다. 이 로봇은 리본 모양의 '액정 엘라스토머'로 만들어져 있으며, 주변 공기보다 더 뜨거운 표면에 놓이면 움직이기 시작한다. 표면이 더 뜨거울수록 로봇은 더 빨리 움직인다. 역동적인 환경 탐색 가능 이 연구팀은 인간이나 컴퓨터의 지시 없이 간단한 미로를 탐색할 수 있는 소프트 로봇을 이미 제작했다. 이들은 이제 그 작업을 기반으로 더 복잡하고 역동적인 환경을 탐색할 수 있는 '두뇌가 없는' 소프트 로봇을 만들었다. '뇌 없는' 소프트 로봇에 관한「물리적으로 지능적인 자율 로봇 미로 탈출기」라는 논문은 사이언스 어드밴스(Science Advances) 저널에 지난 8일 게재됐다. 이 연구는 국립과학재단(National Science Foundation)이 지원했다. 이 논문의 공동 저자이자 노스캐롤라이나 주립대학교 기계 및 항공우주 공학부의 지에 인(Jie Yin) 교수는 "우리의 초기 연구에서 소프트 로봇이 매우 간단한 장애물 코스를 통해 비틀거나 돌릴 수 있다는 것을 보여주었다"며 "그러나 이전 모델은 장애물에 부딪히지 않으면 회전하지 못했다. 실용적인 측면에서 이는 로봇이 때때로 평행한 장애물 사이에 갇혀서 앞뒤로 튕길 수 있음을 의미한다"고 말했다. 그는 "이번에 우리는 스스로 회전할 수 있는 새로운 소프트 로봇을 개발했다. 이 로봇은 구불구불한 미로를 통과할 수 있으며, 움직이는 장애물을 우회할 수도 있다. 이런 모든 행동은 컴퓨터의 안내가 아닌 물리적 지능을 사용해서 이루어진다"고 설명했다. 여기서 물리적 지능은 소프트 로봇과 같은 역동적인 물체를 말하며, 그 동작은 컴퓨터나 인간의 개입으로 지시되지 않고 구조 설계와 구성 재료에 의해 제어되는 것을 의미한다. 온도에 반응하는 로봇 새로운 소프트 로봇은 이전 버전과 마찬가지로 리본 모양의 액정 엘라스토머로 제작됐다. 이 로봇을 주변 공기보다 뜨거운 섭씨 55도(화씨 131도) 이상의 표면에 놓아두면 움직이기 시작한다. 작동 원리는 표면에 닿는 리본 부분은 수축하지만 공기에 노출된 리본 부분은 수축하지 않는 것을 이용했다. 이것은 롤링 모션을 유도하며 표면이 따뜻할수록 로봇이 더 빨리 굴러간다. 이전 버전의 소프트 로봇은 대칭 디자인이지만 새 로봇에는 두 개의 별개의 반쪽이 있다. 다시 말하면, 로봇의 절반은 직선으로 뻗어 있는 꼬인 리본 모양이고 나머지 절반은 나선형 계단처럼 더 촘촘하게 꼬인 리본 모양이다. 이 비대칭적인 디자인 때문에 로봇의 한쪽 끝이 다른 쪽 끝보다 표면에 더 많은 힘을 가할 수 있다. 연구진은 바닥보다 입구가 넓은 플라스틱 컵을 예로 들었다. 이 컵은 테이블을 가로질러 굴리면 직선으로 구르지 않고 둥글게 호를 그리며 굴러가는 데, 컵이 비대칭적인 모양을 하고 있기 때문이다. 비대칭 디자인이 특징 논문의 제 1 저자이자 NCSU의 야오 자오(Yao Zhao) 연구원은 "우리의 새로운 로봇이 탄생한 배경에 있는 개념은 꽤 간단하다. 비대칭적인 디자인 덕분에 물체에 접촉하지 않고도 회전할 수 있다"고 말했다. 그는 "따라서 물체와 접촉할 때는 방향을 바꾸어 미로를 탐색할 수 있지만 평행한 물체 사이에 갇히지는 않는다. 대신, 호를 그리며 움직일 수 있는 능력은 본질적으로 자유롭게 움직일 수 있게 해준다"고 설명했다. 연구진은 비대칭 소프트 로봇 설계가 움직이는 벽이 있는 미로를 포함하여 더 복잡한 미로를 탐색하고 신체 크기보다 좁은 공간을 통과할 수 있는 능력 등을 테스트했다. 더 나아가 이들 연구원은 새로운 로봇 디자인을 서로 다른 환경인 금속 표면과 모래에서도 테스트했다. Yin은 "이 작업은 소프트 로봇 설계에 대한 혁신적인 접근법을 개발하는 데 도움이 되는 또 다른 진전이다. 특히 소프트 로봇이 환경에서 열에너지를 얻을 수 있는 응용 프로그램에 대한 것이다"라고 말했다. 로봇이 사람처럼 머리가 있고 팔과 다리가 있어야 한다는 선입견을 깬 이번 연구는 다양한 형태의 무궁무진한 로봇의 탄생을 예고했다.
- IT/바이오
2023-09-20 11:45:00
애플 칩, 애리조나서 생산한다?⋯전문가 "실현 가능성 낮아"

대만 반도체 기업 TSMC와 한국의 삼성전자는 세계적으로 반도체 생산 1, 2위를 달리면서 현재 3나노 공정 프로세서 칩 생산 경쟁에서도 사활을 걸고 있다. 애플과 구글 같은 글로벌 기업들은 이 3나노 칩을 통해 제품의 전력 효율과 성능 향상을 기대하고 있다. 하지만 최근 조 바이든 미국 대통령과 애플의 팀 쿡 최고경영자(CEO)가 TSMC의 애리조나 공장에서의 칩 생산 계획을 발표하면서 업계에서는 이에 대한 여러 의문점이 제기되고 있다. 인디아타임즈(The Times of INDIA)는 이 계획에 '시행착오'가 있을 것이라고 보도했다. 인포메이션(The Infomation) 보고서에 따르면 애리조나 공장 건설 비용이 400억 달러(한화 약 53조840억)에 달한다면서 미국의 반도체 자립을 위한 이 공장이 실질적인 역할을 할 일은 없을 것이라고 지적했다. 실제로 TSMC는 미국 내에 별도의 패키징 시설을 건설할 계획이 없다고 밝혔다. 이로 인해 TSMC가 개발 중인 패키징 기술은 대부분 대만에서 제공될 것으로 예상된다. TSMC 엔지니어와 애플 관계자들은 인터뷰에서 애리조나에서 생산되는 애플 칩도 최종적으로는 대만에서 완성 공정이 이뤄져야 한다고 주장했다. 엔디비아(Ndivia), 에이엠디(AMD), 테슬라(Tesla) 등 다른 주요 고객들의 경우도 이와 동일하게 대만에서의 최종 공정이 필요하다고 말한 것으로 전해졌다. 패키징은 반도체 제조의 마지막 단계로, 칩의 구성 요소를 속도와 전력 효율성을 극대화하기 위해 하우징 내에 최적화되어 조립된다. 구글은 향후 픽셀 스마트폰에 TSMC의 고급 패키징 기술을 도입할 계획이다. 그러나 현재 픽셀 스마트폰은 삼성이 제작한 '텐서(Tensor)' 칩을 탑재하고 있다. 텐서는 삼성이 3나노 공정으로 개발한 3세대 프로세서로, 이것이 구글의 픽셀 8 모델에 적용될 것으로 예상된다. 구글은 지금까지 주로 퀄컴의 프로세서를 사용해왔으며, 삼성이 3나노 공정으로 칩을 생산하는 파트너로 구글을 선택한 것은 이번이 처음이다. 한편, TSMC 애리조나의 첫 번째 팹(fab 먼지와 소음, 자장 등 주변 여건을 완벽하게 제어할 수 있는 실험실)에서는 2024년 N4 공정 기술 생산을 시작할 예정이다. 이어 두 번째 팹 건설에 착수해 2026년 3나노미터 공정 기술 생산을 시작한다는 계획이다. TSMC의 마크 리우(Dr Mark Liu) 회장은 "TSMC 애리조나 시설은 미국에서 가장 첨단 반도체 공정 기술을 제공하는 동시에 가장 친환경적인 반도체 제조 시설로 자리매김할 것이다. 이를 통해 차세대의 고성능 및 저전력 컴퓨팅 제품을 제공할 수 있게 될 것"이라고 강조했다.
- 산업
2023-09-15 16:20:00
효율성 높은 리튬 배터리, 문제점은 무엇?

알카라인, 니켈수소, 리튬 등 여러 종류의 배터리가 시장에 나와 있지만, 리튬이온 배터리가 가장 인기 있고 널리 사용되는 것으로 알려져 있다. 리튬 배터리는 고에너지 밀도와 오래 지속되는 수명 때문에 휴대용 장치에 주로 선호되지만, 최근에는 높은 생산 비용과 화재 위험 등이 문제점으로 부각되고 있다. IT 전문 매체 슬래시기어(Slash Gear)는 영국 패러데이 연구소(Faraday Institution) 비아트리체 브라우닝(Beatrice Browning) 박사를 인용, 리튬이온 배터리의 경우 리튬 이온이 전극 안팎으로 순환할 때 발생하는 전극 구조가 손상되면 배터리 수명이 단축될 수 있다고 보도했다. 또한 영국 왕립화학회(Royal Society of Chemistry)의 연구에 따르면, 온도와 충전상태(SoC), 부하 프로필 등의 외부 스트레스 요인이 배터리 성능 저하에 영향을 미쳤으며 시간이 지남에 따라 용량이 감소하는 모습을 보였다. 뉴어크 일렉트로닉스(Newark Electronics)는 배터리를 사용하지 않아도 지속적인 방전으로 인해 노화될 수 있음을 확인했다. 또 제조 결함과 같은 여러 제어 불가능한 이유로 치명적인 결과를 초래할 수도 있다고 지적했다. 배터리는 과충전 혹은 부적절한 전압 사용으로 문제가 발생할 수 있으며, 이러한 문제는 잠재적으로 위험을 수반한다. 실제로 2019년 뉴저지와 2021년 캘리포니아에서는 애플 배터리의 부풀림 이슈 때문에 집단소송이 제기됐다. 물론, 애플 외에도 리튬이온 배터리를 사용하는 많은 다른 전자 제품 회사들이 같은 문제를 겪고 있다. 에너지 효율성과 가벼운 특성으로 오늘날 많은 자동차 제조업체에서 선택하고 있는 리튬이온 배터리는 여전히 화재의 위험이 있다. 미국 환경보호국(Environmental Protection Agency)에 따르면 2013년부터 2020년까지 미국의 64개 지자체 폐기물 시설에서 240건 이상의 리튬이온 배터리 화재가 발생했다. 특히, 2016년에는 삼성이 설계 결함으로 갤럭시 노트7 라인 생산을 영구 중단하는 등 미국 내 190만 대의 갤럭시 노트7을 리콜했다. 더 큰 문제는 리튬 배터리를 처분하는 방법에 여전히 제한이 있다는 점이다. 이러한 배터리는 화재 위험이 있어 운송 과정에서부터 실제 폐기물 처리 장소에 도착해서도 문제를 일으킬 수 있다. 미국 환경보호국은 리튬이온 배터리 단자를 테이프로 감싸고 플라스틱 봉지에 보관하는 것을 권장하고 있다. 슬래시기어는 "리튬을 재활용하는 새로운 방법이 발견되었지만, 가정용 배터리 제품을 적절히 처분하는 것은 많은 노력이 필요하다”며 “모든 사람이 인증된 전자 제품 재활용업자에 가는 시간과 여력이 있지는 않다"고 지적했다. 또한, 비싼 생산 비용도 걸림돌이다. 미국환경보호국에 따르면, 2021년 기준 리튬 배터리의 가격은 1kWh 당 약 132달러(약 17만5810원) 정도로 다른 배터리에 비해 높다. 리튬이온 배터리는 여전히 많은 종류의 전자 제품에서 최고의 선택이지만, 미래에는 보다 더 효율적인 배터리 구성 요소가 필요하다. 이에 업계에서는 리튬 기반 배터리보다 빠르게 충전되는 알루미늄 이온 배터리와 같은 새로운 배터리 기술을 개발하고 있다.
- IT/바이오
2023-09-13 08:33:00
발각시 액화되는 '스파이 로봇' 개발

서울대 재료공학부 강승균 교수팀 연구원들이 자외선(UV)과 열에 반응해 자가 붕괴하는 '에퍼멀 로봇(Ephemeral Robot)'의 프로토타입(본격적인 상품화에 앞서 성능을 검증 및 개선하기 위해 간단히 핵심 기능만 넣어 제작한 기본모델)을 개발했다. 연구원들이 개발한 이번 에퍼멀 로봇은 자외선(UV)과 열에 접촉하면 스스로 분해 될 수 있는 실리콘 엘마스토머(silicone elastomer)를 이용해 제작했다. 임무 중에는 기능을 유지하고 필요에 따라 액화해 수명 주기를 제어하여 중요한 데이터의 보안을 유지 할 수 있다. 이 로봇은 적에게 노출되면 스스로 녹아 사라질 수 있는 장점을 보유하고 있어 정찰 로봇 등 군사적 활용도가 높을 것으로 기대된다. 그러나 애퍼멀 로봇의 대표적인 소재인 열경화 실리콘은 내열성 및 내화학성이 강해 소재 분해에 적합하지 않는 지적이다. 열경화 실리콘 기반의 소프트 로봇의 분해를 위해서는 300°C까지의 극한 온도와 유사한 극단적인 pH 수준에 견뎌야 하는 문제를 먼저 해결해야 한다. 서울대 연구팀은 자외선 감응형 소재를 활용해 본연의 장점을 유지하면서 강한 자외선을 통해 가교 고분자를 쉽고 빠르게 분해할 수 있으며, 큰 열에너지나 극단적인 pH 조건이 갖춰지지 않아도 로봇이 스스로 액화될 수 있다고 말했다. 개발 소재를 소프트 로봇에 적용해 분해를 쉽게 함으로써 다양한 분야로의 응용 가능성을 열었다. 광 감응형 플루오린 발생제를 첨가한 실리콘 탄성 복합체 기반 자외선 감응형 소재는 복구할 수 없는 분해 가능한 소재다. 기존 실리콘과 같은 간단한 합성 프로세스와 뛰어난 기계적 특성을 가졌으며, 가교 구조의 고분자를 쉽고 빠르게 분해할 수 있도록 설계됐다. 연구팀은 해당 재료 시스템을 기반으로 소프트 로봇을 제작하고 주위 환경을 정찰할 수 있는 초박형 전자소자를 제작·탑재해 자외선, 온도, 로봇의 움직임까지 실시간으로 측정하는 로봇 시스템을 구현했다. 프로젝트 주요 저자인 서울대학교 재료과학 및 공학부의 오민하 박사는 "유연한 로봇이 주어진 미션을 완료 후에 붕괴가 필요한 상황이 되면, 로봇이 스스로 붕괴 절차를 밟으며 2시간 이내에 붕괴된다"고 설명했다. 이번에 개발한 로봇의 소재는 경직되지 않은 실리콘 엘라스토머(실리콘 수지)를 기반으로 한다. 내부에는 자외선으로 활성화되는 디페닐요오노늄 플루오라이드(DPI-HFP) 생성기가 분산되어 있으면서, 작은 LED를 통해 자외선 빛에 노출되면 실리콘 소재는 플루오라이드 이온(F −)을 방출하여 구조 전체가 즉시 붕괴된다. 자외선 자극에 반응해 Si-O-Si 결합이 F− 이온을 통해 균열되며 전체 구조가 파괴된다. 연구자들은 이 장치를 테스트하기 위해 다양한 전자 기기(온도 및 자외선을 측정하는 응력 센서 등)에 장착해 테스트를 진행했다. 로봇의 형태는 생분해성 폴리락틱 애씨드(생분해성 폴리머) 형태의 몰드 내에서 DPI-HFP-실리콘 혼합물을 60°C에서 30분 동안 경화시켰으며, 자가파괴 과정은 자외선을 활성화하고 60분 동안 120°C로 녹이는 것으로 시작된다. 이 시스템이 적용돼 파괴된 로봇은 실리콘 복합물과 기능이 없는 얇은 전자 부품을 포함한 오일 형태의 잔여물만 남긴다. 연구팀은 이 기술이 로봇 폐기물을 줄이는 데 도움을 주는 것뿐만 아니라 군사 작전과 접근하기 힘든 지역의 탐사 로봇에도 적용될 수 있다고 예상하고 있다. 연구원들은 사용자 안전을 고려한 액화 로봇 후속 연구를 계속 진행할 계획이라고 전했다.
- IT/바이오
2023-09-12 14:34:00
미국 도난 피해 최대 차량, 머슬카와 현대차·기아의 공통점은?

전 세계 많은 남성들의 로망 중 하나인 가장 타보고 싶은 차를 손꼽으라면 '머슬카'가 당연히 언급될 것이다. 머슬카란 이름에서 알 수 있듯이 힘 있는 자동차를 의미하며, 이는 특히 미국에서 힘을 상징하는 대표적인 자동차로 알려져 있다. 그러나 의외로 미국에서 가장 많이 도난당하는 차는 틱톡 챌린지의 희생양인 '현대차·기아'가 아니라 '머슬카'라는 결과가 나왔다. 고속도로 손실 데이터 연구소(Highway Loss Data Institute)의 통계에 따르면 도난 1위 불명예 차량으로 '닷지 챌린저 SRT 헬켓(Dodge Charger SRT Hellcat)'과 같은 회사의 '헤미(Hemi)'가 꼽혔다. 크라이슬러사의 브랜드인 닷지 차저는 1966년 1세대가 출시된 이후 총 7세대에 걸쳐 머슬카의 대표적인 모델로 인정받았다. 하지만 아쉽게도 올해 말에 단종될 것으로 예상된다. 헬켓은 1940년대 미국의 주력 전투기 '헬켓'에서 디자인 영감을 받았으며, 압도적인 707마력의 힘을 가지고 있다. 헬켓 도난율 60배 높아 그러나 2020~2022년식의 이 차량은 다른 모델에 비해 도난율이 60배나 높은 것으로 조사됐다. 또한, 헤미 모델의 도난율은 20배 높게 기록됐다. 다행히, 닷지는 올해 말 차저의 생산을 중단하기로 결정했으므로, 앞으로 몇 년간 이 도난율은 감소할 것으로 예상된다. 보험에 가입된 2020~2022년 헬켓 모델은 1,000대당 중 25대가 도난당해 총 6128대가 도난 당한 것으로 집계됐다. 이는 2019~2021년 모델의 1,000대당 18건에 비해 상당히 높은 수치이며, 2017~2019 모델 연도 중 가장 많이 도난당한 차량보다도 훨씬 높다. 반면에 일본 닛산 자동차의 고급 브랜드로 알려진 인피니티 Q60 모델은 1000대당 도난 건수가 2대에 불과했다. 고속도로 손실 데이터 연구소의 수석 부사장 매트 무어(Matt Moore)는 "헬켓을 보유하고 있다면, 주차 위치에 특히 주의를 기울여야 한다"고 당부했다. 2011년 이후로 '머슬카'인 차저와 챌린저는 가장 많이 도난당한 차량 상위 5위 안에 이름을 올렸다. 특히, 코로나19 팬데믹 기간 동안 차량 도난율이 급증하여 현재까지 높은 수치를 유지하고 있다. 2022년 도난 차량 100만대 넘어 전국보험범죄방지국(National Insurance Crime Bureau)에 따르면, 2022년에는 100만 대 이상의 자동차가 도난당했다. 이는 2021년에 비해 7%나 증가한 수치로, 2008년의 105만 대 도난율에는 조금 못미치는 수준이다. 또한, 현대차·기아의 차량 도난 사례도 눈에 띄게 증가했다. 유튜브와 틱톡에서 공개된 영상에서는 전통적인 열쇠 시동이 아닌 푸시 버튼 시동을 이용해 차량을 쉽게 가로챌 수 있음을 보여줬는데, 이런 영상이 큰 영향을 미쳤다는 분석이다. 플로리다 주의 센트 피터스버그 지역에서 발생한 도난 사건 중 3분의 1 이상이 틱톡 영상과 연관되어 있다는 결과가 나왔다. 더욱이, 시카고에서는 현대차·기아의 차량 도난 사례가 전체 차량 절도 사건 중 무려 77%를 차지했다는 조사 결과도 있다. 특히 2015~2019년형 모델은 다른 자동차 제조사의 모델에 비해 도난 위험이 2배 더 높았다. 전국적인 범죄의 증가에 따라 현대차·기아에 대한 집단소송과 합의가 연이어 이어졌다. 이 밖에도 2022년에 도난당한 차량 중, 가장 높은 비율을 차지한 것은 미국에서 가장 인기 있는 풀사이즈 픽업트럭이며, 이는 전체 도난 차량의 25%를 차지했다. 2004년식 쉐보레 실버라도와 2006년식 포드 F-150 같은 오래된 모델이 도난 차량 중 1~2위 상위권을 점유했다. 한편 현대차·기아의 높은 도난율은 '이모빌라이저' 기술에 관련된 것으로 보인다. 이모빌라이저는 차량 키마다 특별한 암호를 부여하여 시동을 제어하는 시스템이며, 키에는 암호화된 칩이 내장되어 있다. 이 칩을 차량이 인식하면 시동이 걸리는데, 이러한 시스템의 표준화에 있어서 현대차·기아는 다른 제조사에 비해 뒤처져 있다고 매트 무어 수석 부사장은 지적했다.
- 산업
2023-09-09 13:03:00
'리튬 이온 배터리' 단점 고가와 불안정성에 '고체 전해질' 주목

전기자동차부터 휴대폰, 가전제품까지 다양한 분야에서 활용되는 리튬 이온 배터리. 그러나 이 배터리의 높은 가격과 안정성 문제로 고체 전해질 배터리가 대안으로 급부상하고 있다. 현재 국내에서는 SK온이 주도하는 가운데, 세계적으로도 도요타 등 주요 기업들이 고체 전해질 배터리의 연구와 개발에 박차를 가하고 있다. 특히 일본 도호쿠 대학의 연구팀은 이 분야의 연구에서 큰 진전을 이루며 주목받고 있다. 일본 에너지 전문 매체 '에너진'에 따르면, 도호쿠 대학 연구원들은 물리 화학분야 국제 저명 학술지인 '재료 화학(Chemistry of Materials)'에 고체 전해질의 구조가 배터리 성능에 어떤 영향을 주는지 예측 가능한 프레임워크를 공개했다. 고체 전해질(Solid Electrolyte)은 전기를 전도하는 역할을 유지하는 물질 중 하나다. 고체 전해질의 주요 특징은 리튬 이온 배터리의 액체 전해질에 비해 화학적 안정성이 탁월하다. 다시 말하면, 고체 전해질은 배터리의 양극과 음극 사이에서 리튬 이온을 전달하는 역할을 하는 전해질을 고체 형태로 만든 것이다. 액체 전해질에 비해 고체 전해질은 화재 위험이 없고, 온도 변화나 외부 충격에도 강한 장점이 있다. 또한, 분리막이 필요 없어 배터리의 구조를 단순화하고, 에너지 밀도를 높일 수 있다. 고체 전해질은 크게 황화물계, 산화물계, 폴리머계 세 가지 종류로 나눌 수 있다. 황화물계 전해질은 리튬 이온 전도도가 높고, 전극과의 접촉면을 넓게 형성할 수 있는 특징이 있다. 산화물계 전해질은 리튬 이온 전도도는 낮지만, 전기화학적 안정성이 우수하다. 폴리머계 전해질은 기존 액체 전해질과 유사한 제조 공정과 비용 경쟁력을 가지고 있다. 하오 리(Hao Li) WPI-AIMR의 부교수는 "에너지 저장 장치의 개발은 지속 가능한 미래를 보장하는 데 필수"라며 "클로소형 2차 복합 수소화물(CTCH, 리튬 이온 기술을 대체할 고체 전해질)은 리튬 이온 기술의 안전성 및 에너지 밀도 한계를 극복할 수 있는 귀중한 대안"이라고 강조했다. 한편, SK온은 단국대 신소재공학과 박희정 교수 연구팀과 공동으로 새로운 고체 전해질 기술을 선보여 관심을 모았다. 이 연구 팀은 산화물계 고체 전해질 소재인 리튬·란타넘·지르코늄·산소(LLZO)의 첨가물질을 추가해 리튬이온전도도를 기존보다 무려 70% 개선한 것으로 알려졌다. 이러한 기술적 진보는 배터리의 화재 위험 감소와 용량 증대 효과가 있을 것으로 예상된다. 국내외 기업들도 전고체 배터리 시장에 본격 진출하고 있다. SK온과 함께 삼성SDI, LG에너지솔루션은 각각 연구와 개발에 나서고 있으며, 일본의 토요타와 중국의 칭다오에너지 역시 전고체 배터리 기술 개발에 힘쓰고 있다. SK온을 비롯해 삼성SDI는 지난 2022년 국내 최초로 전고체 배터리 파일럿 라인을 착공했다. LG에너지솔루션은 오는 2026년 고분자계 전고체 배터리, 2023년 황화물계 전고체 배터리 양산을 목표로 연구를 진행 중이다. 일본 도요타는 전고체 배터리 관련 특허만 약 1000여개에 달할 만큼, 전고체 배터리 연구에 전념하고 있다. 중국에서는 칭다오에너지가 지난 2018년 100메가와트시 규모의 전고체 배터리 파일럿 생산 공장을 건설한 바 있다. 전고체 배터리는 고체 전해질을 사용한 차세대 배터리로, 꿈의 배터리라고도 불린다. 고체 전해질은 전기차와 에너지 저장 분야의 향후 기술적 파장을 주도할 핵심 기술로 떠오르며, 그 가능성이 무궁무진함을 입증하고 있다.
- IT/바이오
2023-09-05 08:48:00

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