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기계연, 초경량·고정밀 로봇손 개발...적은 구동기로 자유도 높여

단순한 동작 명령으로 정밀한 손끝 집기와 물체 형상에 맞춘 적응형 파지가 가능한 초경량 로봇의수가 개발됐다. 단일 구동기로 엄지의 2자유도 움직임을 각각 개별 제어한다. 한국기계연구원은 신민기 선임연구원 연구팀이 링키지-와이어 복합 구동 방식과 부족구동 메커니즘을 적용한 초경량형 로봇의수를 개발하고 사용자 대상 시험평가를 완료했다고 30일 밝혔다. 부족구동은 로봇의 자유도보다 적은 숫자의 구동기를 이용해 구동하는 방식을 뜻한다. 기존 로봇의수의 4절 링크 방식은 고정된 파지 궤적으로 인해 다양한 형상의 물체를 안정적으로 잡기 어려웠다. 와이어 방식은 각 관절의 순차적 구동 특성으로 인해 손끝 집기 동작이나 자연스러운 파지동작 구현에 한계가 있었다. 링키지-와이어 복합구동 메커니즘은 두 방식의 장점을 통합했다. 4절 링크 방식의 자연스러운 파지 궤적·강한 손끝 집기 특성과 와이어 방식의 물체 형상 적응형 파지를 가능하게 했다. 자연스럽고 정밀하면서도 고효율·고안정성의 파지 동작을 구현했다. 제네바 메커니즘의 간헐적 구동 특성과 비접속 회전 구간을 활용해 하나의 구동기로 엄지손가락의 내전·외전 및 굴곡·신전 움직임을 개별적으로 제어할 수 있는 부족구동 기반 엄지 메커니즘도 개발했다. 간헐적 구동은 회전이 연속적으로 이루어지지 않고, 일정 구간마다 단계적으로 움직이는 구동방식이다. 비접속 회전 구간은 제네바 메커니즘에서 구동기는 회전하지만 제네바 휠은 회전하지 않는 작동 구간을 말한다. 엄지의 경우, 상용 제품들은 수동형 관절이나 2개의 구동기를 사용하여 사용성이 제한되거나 무게가 증가하는 문제가 있었다. 기계연의 기술은 단일 구동기로도 독립적 2자유도 제어가 가능해 경량성과 사용성을 동시에 충족했다. 이 기술은 정밀한 동작제어가 어려운 절단 장애인들이 단순한 동작 명령만으로 다양한 물체를 안정적으로 파지할 수 있게 해준다. 부족구동 메커니즘을 통한 경량화로 사용자 부담도 크게 줄여준다. 형상 적응형 파지 기능은 효율적 파지를 통해 에너지 소비를 줄여 배터리 사용시간을 연장시키는 이점도 있다. 기계연은 해당 기술들의 핵심 메커니즘에 대한 특허 출원을 완료했고, 기술이전 및 제품화 절차를 진행 중이다. 신민기 기계연 선임연구원은 로봇의수를 보다 자연스럽게 자신의 신체처럼 사용할 수 있는 기술"이라며 "휴머노이드 로봇에 적용하면 필요 연산량을 줄여 효율성과 응답속도, 범용성 측면에서도 우수한 성능을 발휘할 것"이라고 말했다. 한편 이번 연구는 기계연 기본사업 '상하지 운동기능 복원을 위한 인간증진의료 기술 개발' 및 적립금사업 '촉감 정보 피드백이 가능한 경량 다자유도 로봇의수 개발'의 지원을 받아 수행됐다.

2025.05.30 08:40신영빈

GIST, "사람 마음 읽는" 세계 최고 AI 로봇 파지 모델 개발

사람과 협업이 가능한 세계 최고 성능의 AI로봇 파지 모델이 개발됐다. 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 AI융합학과 이규빈 교수 연구팀이 단순한 자동화를 넘어, 작업자와의 협업을 고려한 세계 최고 성능의 혁신적인 로봇 파지 모델(GraspSAM)을 개발했다고 29일 밝혔다. 이 모델은 점, 박스, 텍스트 등 다양한 형태의 프롬프트 입력을 지원한다. 한 번의 추론만으로 물체의 파지점을 정확히 예측할 수 있다. 기존 딥러닝 기반 파지 모델들은 환경과 상황에 따라 별도의 AI모델을 학습해야 하는 한계가 있었다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 페이스북 모회사 메타(Meta)가 개발한 범용 이미지 분할 모델인 'SAM(Segment Anything Model)'을 최초로 로봇 파지 출력이 가능하도록 도입했다. 최소한의 미세 조정만으로 물체의 파지점을 예측하기 위해 어댑터(Adapter) 기법과 학습 가능한 토큰 기법을 적용했다. 'SAM'은 Meta AI(구 페이스북)에서 개발한 범용 이미지 분할 모델이다. 이름 그대로 어떤 것이라도 분할할 수 있다. 연구진은 "산업 현장에서의 적용 범위를 획기적으로 확장했다"며 "파지 벤치마크 데이터세트(Grasp-anything, Jacquard)에서 최고 수준(SOTA) 성능을 달성했다"고 말했다. 'SOTA'는 벤치마크 데이터셋에서 최고 성능을 기록하거나 특정 과제에서 가장 효율적이고 정확한 결과를 제공하는 모델을 의미한다. 연구진은 "실험 결과 복잡한 실제 환경에서도 로봇이 안정적으로 파지 작업을 수행할 수 있다는 것을 확인했다"고 부연설명했다. 연구진은 또 "눈동자 추적 기술과 결합해 작업자의 시선에 맞춰 파지 작업을 수행하는 기능까지 성공적으로 구현, 산업 현장은 물론 다양한 분야에서 폭넓은 활용 가능할 것"으로 내다봤다. 이규빈 교수는 “로봇과 사용자의 직관적인 상호작용이 가능하다"며 "산업 현장뿐만 아니라 가정용 로봇, 서비스 로봇 등 다양한 분야에 폭넓게 활용될 것으로 기대한다”고 밝혔다. 연구는 AI 융합학과 이규빈 교수가 지도하고, 노상준 연구생(박사과정)이 제1논문 저자로 진행했다. 산업통상자원부와 과학기술정보통신부의 지원을 받았다. 연구 결과는 로봇 분야 국제 학회인 IEEE ICRA(International Conference on Robotics and Automation)에서 다음 달 발표 예정이다.

2025.04.29 08:56박희범

"GPU·AI는 수단…3차 디지털 혁명 준비해야"

디지털 전환(DX)이 기계산업의 혁신을 가속화하고 있다. 미국의 GE나 독일 지멘스 등이 대표적이다. 이들은 스마트 공장이나 AI 기반 품질 검사, 디지털 트윈을 활용한 설계 최적화 등으로 기업 경쟁력을 강화하며 글로벌 시장을 선도하고 있다. 지디넷코리아는 총 3회에 걸쳐 스마트팩토리와 AI 등 두뇌를 장착 중인 기계 산업의 변신을 한국기계연구원 DX전략 전문가 분석을 통해 짚어봤다.(편집자 주) 코페르니쿠스의 지동설에서 천체의 '회전'을 의미하던 '레볼루션(Revolution)'이라는 단어는 1688년 영국 명예혁명을 기점으로 '혁명'적인 변화라는 의미로 확장되었습니다. 오늘날 디지털 전환(DX, Digital Transformation) 역시 사회, 문화, 과학 전반에 또 하나의 혁명적인 변화를 불러일으키고 있습니다. 우리는 지난 15년간 스마트폰과 SNS를 통해 1차 디지털 혁명을 경험했으며, 현재는 인공지능과 거대언어 모델을 중심으로 2차 디지털 혁명이 진행 중입니다. 앞으로 휴머노이드, 자율주행, 자율제조 등 물리적 환경과 AI가 결합한 피지컬 AI 및 AI 에이전트를 통해 3차 디지털 혁명이 본격화될 것으로 보입니다. 이러한 변화 속에서 기계산업은 제조업의 기반이 되는 핵심 분야로, 세계 각국은 디지털 전환을 지원하는 다양한 정책을 시행하고 있으며 한국 또한 이에 대응하는 전략을 추진 중입니다. 중국, AI 기반 공급망 최적화로 제조업 생산성 극대화 추진 미국은 MEP(Manufacturing Extension Partnership)와 Manufacturing USA 등의 프로그램을 통해 중소·중견 제조업체의 디지털 전환을 지원하고 있습니다. AI·DX 기술을 기반으로 한 자동화 및 스마트 공장 구축을 가속화하며, 디지털 제조 플랫폼과 공급망 혁신을 위한 기술 개발을 지속 추진하고 있습니다. 독일은 '인더스트리 4.0' 전략을 통해 스마트 제조 혁신을 선도해왔습니다. 최근 '인더스트리 5.0' 개념을 도입해 AI와 데이터 표준화를 통한 제조업 디지털 전환을 추진하고 있습니다. 이를 통해 인간 중심 협업 제조 모델을 도입하고, 중소기업과 대기업 간 디지털 기술 격차 해소하는 방향으로 정책을 강화하는 것이 특징입니다. 중국은 '스마트 제조 5개년 계획'을 통해 디지털 공장, 네트워크 기반 제조 시스템, AI·IoT 융합 스마트 공장 구축을 목표로 하고 있습니다. AI 기반 공급망 최적화를 통해 제조업 생산성 극대화를 추진 중입니다. 일본은 '소사이어티 5.0' 정책을 통해 AI와 IoT를 활용한 스마트 공장 구축 및 맞춤형 생산 시스템 개발을 지원하고 있고, 데이터 기반 제조 생태계를 구축하여 공장 간 협업을 촉진하고 지속 가능한 제조 환경을 조성하는 데 집중하고 있습니다. 싱가포르는 'SMEs Go Digital' 프로그램을 통해 중소기업의 디지털 전환을 지원합니다. AI 기반 스마트 솔루션을 보급하고 중소기업이 부담 없이 DX 기술을 도입할 수 있도록 단계적 로드맵을 제공하고 있습니다. 국내선 공공부문·기업 맞춤형 DX 기술 지원 강화 우리나라 정부 역시 제조업의 디지털 전환을 핵심 국가 전략으로 설정하고 다양한 지원 정책을 통해 기계산업의 DX를 가속화하고 있습니다. 올해 공개한 '과학기술정보통신부 주요정책 추진계획'에 따르면 AI 기반 디지털 전환을 촉진하고, 제조업 DX 혁신 기술 개발을 지원하는 내용을 담았습니다. AI를 중심으로 한 중소기업과 공공부문의 디지털 전환 촉진이 주요 정책 방향입니다. 2024년 '제5차 과학기술 기본계획'에서는 산업 전반의 DX 혁신 가속화와 신산업 창출을 목표로, 기업 맞춤형 DX 기술 지원에 나섰습니다. 2023년 중기부 '신디지털 제조혁신 추진전략'에서는 기업 특성에 맞춘 디지털 제조 전환을 지원하며, AI·디지털 트윈 기반 제조 혁신 생태계 조성에 드라이브를 걸었습니다. 기계산업 디지털 전환, 지속 가능한 혁신 전략 필요 기계산업의 DX는 단순한 기술 도입이 아닙니다. 산업과 인간 중심의 혁신 과정입니다. GPU, AI, 클라우드 등 디지털 기술은 DX를 구현하는 수단이며, 실제 변화를 주도하는 것은 산업을 구성하는 사람과 조직입니다. 따라서 기계산업의 DX가 성공적으로 정착하려면 각 분야의 특성에 맞는 DX 조직과 인력에 대한 선제적 지원이 필요합니다. 특히 중소·중견기업이 원활히 디지털 전환을 수행할 수 있도록 인력 양성과 조직 구축을 위한 정부 지원이 확대돼야 합니다. 또한, 산업별 특성과 기업 규모에 따른 맞춤형 DX 전략이 마련돼야 합니다. 대기업과 중소기업의 DX 수준이 다른 만큼 정부는 단계적 로드맵을 제시하고 실질적인 디지털 인프라 지원 방안을 제공해야 합니다. AI 기반 제조 혁신 기술과 데이터 활용 역량이 기업 내부에서 자리 잡을 수 있도록 연구개발과 인력 양성 지원도 강화해야 합니다. 기계산업의 DX는 단기간에 완성되는 변화가 아닙니다. 지속적인 정책 개선과 산학연 협력을 통해 기업이 DX 혁신을 자발적으로 수행할 수 있는 환경을 조성하는 것이 중요합니다. 속도만을 강조하는 기술 중심의 전환을 넘어, 사람과 조직을 중심으로 한 유연하고 지속 가능한 디지털 전환이 이루어진다면 대한민국 기계산업은 글로벌 경쟁력을 더욱 강화할 수 있을 것입니다.

2025.03.26 15:00선경호

기계연-KC코트렐-와이티시스템-세기 "초미세먼지 저감 대형 시장 진입"

24일 대전 서대전 지하철역 공조실. 대용량 무필터 초미세먼지(2.5㎍ 크기 이하인 먼지 입자) 저감 시스템을 작동하자 2분이 채 안돼 시연 모니터에 설치된 초미세먼지 농도가 10분의 1로 줄어드는 모습이 그래프로 나타났다. 과학기술정보통신부가 24일 대전서 지하철 초미세먼지 저감기술 연구개발 성과물 시연회를 개최했다. 이날 축사에 나선 한국기계연구원 류석현 원장은 "“20년 이상 정전기술을 연구해 세계 최고 수준의 미세먼지 저감기술을 개발했다"며 "2년 간의 실증을 통해 그 안정성과 효과를 입증했다”고 말했다. 류 원장은 "1차로 지하철 시장은 대전부터 뚫었고, 이제 학교와 백화점 등 대형공공시설 확산을 기대하는 분위기"라고 덧붙였다. 이날 시연회에는 과학기술정보통신부와 한국연구재단, 한국기계연구원, 대전교통공사 등 연구개발 유관기관 관계자들이 참석했다. 또 기술이전을 받은 (주)KC코트렐, (주)와이티시스템, (주) 세기 등의 대표 등이 자리를 함께 했다. 이 기술은 과기정통부의 공공수요 기반 혁신제품 개발·실증사업(2021~2024년) 지원을 받아 수행됐다. 정전기력을 활용하는 이 무필터 공기정화 시스템은 극세사 방전극과 비금속 탄소판을 활용하기 때문에 분당 1000㎥를 처리하는 초미세먼지 저감장치 6대(급기구2, 배기구4대)로 3개 역의 초미세먼지 정화가 가능하다. 특히, 이 장치는 필터 없이도 초미세먼지를 90% 이상 제거한다. 오존 발생 농도가 일반 대기의 10분의1 수준인 5ppb(10억분의1 단위) 이하다. 김학준 책임연구원은 "기존 정전기 방식이 갖고 있던 오존 문제를 해결했다"며 "대형 공간에서도 효율적인 공기정화가 가능하다는 점이 강점"이라고 설명했다. 필터 방식 공기청정기는 필터 막힘으로 인해 공기 흐름이 저하되고 교체 비용이 많이 드는 한계가 있었다. 그러나 이 기술은 공기의 흐름을 방해하지 않아 대량의 공기를 효율적으로 정화할 수 있다. 기존 무필터 방식과 비교할 때 연간 역당 유지보수비가 전기료와 상하수도를 포함해 140만원 정도 밖에 안든다. 기존 방식은 연간 940만원 정도 소요된다. 특히 지하철 터널용 장치는 덕트가 필요 없어 제작 비용도 30% 이상 낮은 2억 원이면 납품 가능하다. 기계연 측은 대전시 지하철 서대전네거리역, 오룡역, 중구청역 터널 구간에서 효과 검증을 완료했다. 특히 학교용으로 개발된 무필터 공기청정기는 CA인증과 실증을 거쳐 보급을 확대할 계획으로 부산광역시 초등학교에도 설치해 실증 시험을 진행 중이다. 경기도 A백화점 공조기에서는 실증 시험을 완료해 공공시설에서의 미세먼지 저감효과를 확인했다. 김학준 책임연구원은 “그동안 기존 정전기 방식의 한계로 실내에 적용하기 어려웠던 오존 발생 문제를 근본적으로 해결한 유일한 기술”이라며, “초기 도입후 약 3년 내 손익분기점에 도달할 수 있는 경제성까지 갖춘 기술"이라고 부연설명했다. 김 연구원은 또 "현재 이 기술은 혁신제품지정, 전기용품안전 KC인증 및 공기청정기 단체품질 CA인증을 추진하며 체계적인 보급 확대를 준비 중"이라고 덕붙였다. 과기정통부 황판식 연구개발정책실장은 “국가 연구개발 성과물이 논문에 머무르지 않고, 국민생활에 직접적인 편익을 제공하는 진정한 기술사업화의 실현이라는 점에서 의미가 크다"고 말했다.

2025.03.24 16:00박희범

"GE·지멘스도 클라우드 기반 데이터· AI기업으로 변신중"

디지털 전환(DX)이 기계산업의 혁신을 가속화하고 있다. 미국의 GE나 독일 지멘스 등이 대표적이다. 이들은 스마트 공장이나 AI 기반 품질 검사, 디지털 트윈을 활용한 설계 최적화 등으로 기업 경쟁력을 강화하며 글로벌 시장을 선도하고 있다. 지디넷코리아는 총 3회에 걸쳐 스마트팩토리와 AI 등 두뇌를 장착 중인 기계 산업의 변신을 한국기계연구원 DX전략 전문가 분석을 통해 짚어봤다.(편집자 주) DX는 단순히 아날로그 정보를 디지털로 바꾸는 것을 넘어, 디지털 기술과 데이터를 활용해 산업 구조와 비즈니스 모델을 혁신하는 과정입니다. 새로운 가치를 창출하고, 기업의 경쟁력을 강화하는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대를 모으고 있습니다. 기계산업에서의 디지털 전환은 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 기술을 제조 공정과 제품 개발에 통합해 생산성을 높이고 운영 효율성을 극대화하는 것을 목표로 합니다. 예를 들어, 가상공학 엔지니어링 도구를 활용한 제품개발은 개발 과정에서의 시행착오를 가상공간에서 반복하고 최적화함으로써 시제품 제작 횟수 최소화와 시험평가 시간 및 비용 절감으로 원가 경쟁력을 높일 수 있습니다. AI를 활용한 예측 유지보수 시스템은 기계 설비의 고장을 사전에 예측하여 갑작스러운 가동 중단을 방지합니다. 또한, 사물인터넷(IoT) 센서를 통해 실시간으로 데이터를 수집·분석하여 공정을 최적화할 수 있습니다. 기계산업에서 디지털 전환 왜 필요한가 전통적인 기계산업은 노동집약적입니다. 다품종 소량 생산 체제에서 비효율성을 보이는 경우가 많습니다. 하지만 디지털 전환을 통해 이러한 한계를 극복하고, 글로벌 시장에서의 경쟁력을 강화할 수 있습니다. 특히, 4차 산업혁명의 가속화와 함께 디지털 기술의 발전, 유연한 생산 방식 등이 기업의 생존과 산업 경쟁력을 좌우하는 중요한 요소로 부각되고 있습니다. 해외에서는 어떻게 디지털 전환을 활용하고 있을까요? 글로벌 선도 기업들은 이미 디지털 전환을 통해 혁신적인 성과를 거두고 있습니다. 미국의 GE는 클라우드 기반 플랫폼인 프레딕스(Predix)를 통해 기계 데이터를 실시간으로 분석해 운영 효율을 높이고 있습니다. 독일 지멘스는 클라우드 기반 개방형 사물인터넷(IoT) 운영 시스템인 마인드스피어(MindSphere)를 통해 데이터 수집과 활용을 극대화하고 있습니다. 이러한 사례들은 디지털 전환이 기업의 경쟁력 강화에 얼마나 중요한 역할을 하는지를 보여줍니다. 우리나라에서는 어떤 노력을 하고 있을까요? 우리나라에서도 기계산업의 디지털 전환을 촉진하기 위한 노력이 활발히 진행되고 있습니다. 대표적인 연구기관이 한국기계연구원입니다. 이곳에서는 디지털 트윈, 기계 데이터 플랫폼, 가상공학 플랫폼을 3대 축으로 설정하고, 관련 역량을 결집하여 인프라와 플랫폼을 구축하고 있습니다. 특히, 디지털 트윈 기술은 물리적 기계 장비와 가상 모델을 결합하여 실시간 모니터링과 예측 가능성을 제공함으로써 스마트 제조 시스템 구현에 필수적인 역할을 합니다. 또한, 기계 데이터 플랫폼을 통해 산업 데이터의 생성과 활용을 활성화하고, 가상공학 플랫폼을 통해 설계부터 생산, 유지보수까지 제조업 전반에 걸친 디지털 전환을 지원하고 있습니다. 가상공학 기술의 사각지대에 있는 중소기업들의 디지털 전환을 촉진하기 위해 독자적으로 개발한 '가상공학 플랫폼(Virtual Engineering Platform)'을 확산시키고 있습니다. 이 플랫폼은 엔지니어링 및 제조 분야에서 다양한 설계, 시뮬레이션, 분석 및 최적화 작업을 가상 환경에서 수행할 수 있는 통합 소프트웨어 시스템입니다. 이를 통해 중소기업들도 비용 효율적으로 디지털 전환을 추진할 수 있게 되었습니다. 그리고, 이차전지의 핵심적인 제조장비인 롤투롤장비에 대한 디지털트윈을 구현해 제조현장에서 유용하게 활용할 수 있는 DX 기술들을 개발하고 이러한 기술들이 사업화될 수 있도록 노력을 경주하고 있습니다. 중소기업에선 인력 부족, 인프라 투자 비용 부담 기계산업의 디지털 전환은 더 이상 선택이 아닌 필수입니다. 디지털 기술을 적극적으로 도입하고, 데이터 기반의 의사결정을 통해 생산 공정의 혁신과 새로운 비즈니스 모델을 창출해야만 급변하는 글로벌 시장에서 지속 가능한 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다. 디지털 전환을 통해 기계산업은 생산 공정의 효율성을 높이고, 비용을 절감하며, 품질을 향상시킬 수 있습니다. 또한, AI 기반 예측 유지보수(PdM), 실시간 데이터 분석, 클라우드 기반 제조 시스템 등을 도입하여 제조 경쟁력을 강화할 수 있습니다. 이러한 변화는 기업의 수익성 향상뿐만 아니라, 산업 전반의 혁신을 촉진하는 데 기여할 것입니다. 하지만, 기계산업 분야의 중소기업에서는 디지털전환 관련 기술인력 부족과 인프라 투자에 대한 비용 부담으로 선뜻 디지털 전환에 나서고 있지 못하고 있는 것이 현실입니다. 이를 위해 정부와 기업, 연구기관이 협력하여 디지털 전환을 위한 생태계를 조성하고, 관련 기술 개발과 인재 양성에 지속적인 노력을 기울여야 합니다. 디지털 전환은 어렵고 복잡하게 느껴질 수 있지만, 작은 변화부터 시작하여 점진적으로 디지털 기술을 도입한다면 누구나 그 혜택을 누릴 수 있습니다. 지금이 바로 디지털 전환을 시작할 최적의 시기입니다.

2025.03.17 14:01박종원

한국기계연구원, AI·반도체 등 분야 신규 인력 29명 채용 나서

정부출연연구기관인 한국기계연구원(원장 류석현)이 AI 등 기계기술 분야 미래 혁신을 위한 인재 확보에 나섰다. 2030년까지 'Digital-KIMM' 달성을 목표로 AI, 반도체, 광학, 극저온, 로봇, 친환경 기계기술 연구 및 연구행정, 보안, 안전 등 다양한 분야에서 인재를 모집한다. 선발 인력은 연구직, 기술직, 행정직 등 총 3개 직군 21개 분야 총 29명이다. 지난해 같은 기간 대비 93% 증가한 수치다. 채용정보 사이트 등에 따르면 지난해 기준 기계연 평균 연봉은 7천8백만원, 초봉은 4천3백만원 수준이다. 모집 공고 및 서류 접수는 12일부터 오는 31일 오전 11시까지다. 이후 1차 서류전형, 2차 필기전형(NCS, 해당 분야 한정), 3차 면접전형을 거쳐 최종 합격자는 오는 7월 3일 발표한다. 한편, 기계연은 지난 1976년 설립된 정부출연연구기관으로 첨단 제조기술, 친환경 에너지, 나노융합, 로봇 등 다양한 분야를 연구 중이다.

2025.03.12 09:13박희범

기계연, 배터리 가격은 ↓, 에너지 밀도·용량은 ↑

한국기계연구원은 이차전지장비연구실 우규희, 권신 책임연구원 연구팀이 초고속, 대면적 플래시 공정을 활용, 후막 전극의 열화를 억제하는 전극 활성화 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 연구진은 파일럿 스케일의 롤투롤 테스트 베드를 통해 롤투롤 공정과의 호환성도 성공적으로 입증했다. 이차전지장비연구실 우규희 책임연구원은 "후막 전극의 성능 열화를 획기적으로 억제하는 기술"이라며 "배터리 가격은 낮추고 에너지 밀도와 용량은 높이면서도 크기와 무게를 줄일 수 있는 새로운 가능성"이라고 의미를 부여했다. 후막 전극은 고에너지 밀도 구현이 가능하다. 배터리 팩 층수를 줄여 구조를 단순화함으로써 제조 공정 효율화와 원가를 절감할 수 있다. 그러나 후막 전극은 두꺼운 전극 두께로 인해 리튬 이온과 전자 이동 저항이 증가한다. 이로인해 전해질 침투가 어려워져 율속특성(배터리 충방전 속도 성능지표)과 수명과 같은 전기화학적 성능이 크게 저하되는 문제가 있다. 연구진은 이같은 문제 해결을 위해 후막 전극에 1밀리초 이내의 순간적인 플래시를 조사했다. 이 과정에서 발생하는 광열 반응은 재료의 탄화, 활물질(흑연)의 층간 간격 확장, 기공률 증대, 전해질과의 계면적 확대를 일으킨다. 우규희 책임연구원은 "이러한 화학적, 구조적 변화가 리튬 이온과 전자의 이동성을 향상시키고 전해질 침투성을 개선했다"며 "결과적으로 후막 전극의 성능 열화를 억제한다"고 설명했다. 우 책임연구원은 "표면 광열 반응을 이용하기 때문에 집전체를 포함한 후막 전극 전체가 고온에 노출되는 것을 방지한다"며 "전극 내부 바인더 분해를 최소화해 기계적 내구성을 유지하고, 집전체 산화와 같은 열적 손상도 막을 수 있다"고 부연 설명했다. 연구진은 이 기술이 "이차전지 제조 산업의 표준인 롤투롤 공정과의 호환성이 뛰어나다"며 "니켈-코발트-망간(NCM) 양극 등을 비롯한 여러 전극에 확대 적용도 가능할 것"으로 예상했다. 연구진은 현재 플래시 공정을 전극 건조 공정에 적용하고, 응용성을 평가 중이다. 최근에는 이차전지 장비 기업 N사와 전극폭이 광폭인 양산 수준의 설비를 개발하고 공정 평가도 진행 중이다. 우규희 책임연구원은 “플래시를 이용한 전극 활성화 기술은 롤투롤 공정과 호환이 가능한 후처리 기술이기 때문에 기존의 공정과 제조 설비에 접목이 상대적으로 용이하다”고 말했다. 우 책임연구원은 “국내 이차전지 제조사 진입을 목표로 기술 완성도를 높이고 시험 평가와 검증을 지속적으로 진행해 나갈 예정”이라고 밝혔다.한편 연구결과는 재료·화학 분야 국제학술지 '스몰 매서즈(Small methods) 2월호 표지논문으로 선정됐다.

2025.02.26 19:39박희범

한국기계연구원, 기계산업 디지털전환 기술 백서 발간

한국기계연구원은 최근 '기계산업 디지털전환 기술 백서'를 발간했다고 10일 밝혔다. 이 보고서는 국내 제조업의 디지털 전환 현황과 미래 발전 방향을 분석했다. AI 디지털전환 기술이 기계산업의 경쟁력을 결정짓는 핵심 요소라는 것이다. 제조업의 디지털 전환은 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 디지털 트윈 등의 신기술을 활용해 생산성을 극대화하고 비용을 절감하는 방향으로 진행 중이다. 자동화 및 지능형 공정 관리 시스템이 도입되면서 공정의 효율성과 품질도 함께 향상되고 있다., 글로벌 시장에서도 AI 디지털 제조 혁신이 중요한 흐름으로 자리 잡았다. 이 보고서에 따르면 AI 디지털 전환 기술이 설계부터 생산, 유지보수까지 제조업 전반에 적용되며 산업 패러다임이 변화하고 있다. 산업용 로봇과 디지털 트윈 기술이 빠르게 발전하면서 제조 공정 최적화가 속도를 내고 있고 국내 기업들 역시 이러한 기술을 적극 도입하고 있다. 디지털 전환이 이루어지면서 생산 공정의 효율성이 높아지고, 비용 절감과 품질 향상 효과가 기대된다. AI 기반 예측 유지보수(PdM), 실시간 데이터 분석, 클라우드 기반 제조 시스템이 국내외에서 활발히 연구 중이다. 기계연은 이 보고서를 통해 AI 자율제조 기술의 주요 동향과 향후 발전 방향을 분석했다. 한국 제조업이 글로벌 경쟁력을 갖추기 위해 필요한 정책적 대응과 전략을 제시했다. 또한 국내 기업들이 디지털 제조 혁신을 성공적으로 실현할 수 있도록 지원 방안 마련이 필수적이라는 점을 강조했다. 기계연 박종원 DX전략연구단장은 “디지털 전환은 제조업의 필수 과제로 AI, IoT, 빅데이터 등 첨단 기술을 접목해 생산성과 경쟁력을 높이는 것이 핵심”이라며 “국내 제조업이 글로벌 경쟁에서 앞서가기 위해서는 AI 디지털 기술 도입을 더욱 가속화해야 하며 이를 위해 산업계와 연구기관이 협력해야 할 것”이라고 밝혔다.

2025.02.10 11:08박희범

유상임 과기정통부 장관, "출연연 과제 대형화 추진"

유상임 과학기술정보통신부 장관이 3일 한국기계연구원에서 열린 '주요정책 현안 간담회'에서 파편화된 연구성과중심제(PBS)에 대한 개선 의지를 드러냈다. PBS는 연구자가 외부 과제 수주를 통해 자신의 인건비를 확보하는 시스템이다. 이로 인해 연구자는 수주가 쉬운 소형 사업에 매달리면서, 연구사업 파편화를 초래한다는 지적을 받아왔다. 과기정통부 연구기관혁신지원팀에 따르면 유 장관은 소형 정부과제를 묶음예산(블록펀딩)으로 대형화하는 방안을 추진 중이다. 유 장관은 이날 간담회에 앞서 기계연구원 AI로봇연구소 첨단로봇연구센터에서 ▲변신하는 트랜스포머 바퀴 ▲인공근육 웨어러블 슈트 ▲고난도 작업 로봇 ▲휴머노이드형 로봇 등을 돌아봤다. 유 장관은 고난도의 작업 로봇을 돌아보는 자리에서 로봇 팔이 스스로 작동할 수 있는지에 대해 질문하는 등 자율동작에 관심을 드러낸 것으로 파악됐다. 이어 진행된 한국화학연구원 현장방문에서 한국화학연구원은 '이차전지', '무탄소에너지 기반 이산화탄소 포집 및 활용(CCU)' 등에 관한 기술 개발 현황을 소개했다. 유상임 장관은 “국내 안팎의 어려운 상황을 극복하고 대한민국의 미래 성장 엔진을 강화하기 위해 출연연의 변화와 역할이 어느 때보다도 중요한 시기”라고 강조했다. 유 장관은 또 “흔들림없는 정책 추진을 위해 정부는 출연연 현장과 더욱 적극적으로 소통하겠다"며 “실제 변화는 현장에서부터 다양한 실행방안이 제시되어야만 이뤄질 수 있는 것”이라고 언급했다. 이어 유 장관은 “국가연구개발기관으로서 출연연이 나아가야 할 방향에 대해 구성원들과 적극적인 소통을 기반으로 예산·조직 운영 유연화 등 기관 내외의 칸막이를 허물 수 있는 다양한 실행방안을 모색, 정부에 제안해달라"고 당부했다.

2025.02.03 19:23박희범

한국기계연구원 "내년 대표 브랜드 7개 육성"

한국기계연구원(원장 류석현)이 내년 기관 대표 브랜드 7개 육성에 올인한다. 내년은 기계연 50주년이 되는 해다. 류석현 원장은 내년 신년사를 통해 3대 추진 전략에 ▲대표브랜드 정립 및 육성을 포함한 ▲디지털 전환과 인공지능 장착 ▲원천기술 확보와 사업화 가속 등을 담았다. 기계연이 내세운 대표브랜드는 모두 한국을 상징하는 K자를 붙여 △K-AI 로봇 △K-히트펌프와 K-무탄소발전기술 △K-컴퓨터수치제어(CNC) △K-수소액화와 K-극저온기술 △K-함정생존성기술 △K-와이즈팜 △킴 사이버 랩(기업 엔지니어링 툴) 등으로 정했다. 이들 7개 아이템을 기계연 대표 브랜드로 키워나갈 계획이다. 디지털 전환과 인공지능 장착 전략은 선택이 아니라 필수라며 △AI/DX 인프라 구축 가속 △연구/행정 분야 AI/DX 레디(Ready) 과제 수행 △전체 구성원의 AI/DX 역량 향상 △AI/DX 문화 확산에 집중할 계획이다. 또 원천기술 확보와 사업화 가속 전략으로 △혁신·도전형 과제 발굴 △후불제 R&D(수요에 따른 기술개발과 이전후 충족하면 기술료 지급하는 방식) △애자일 스테이지-게이트(연구기획부터 사업화 목표와 개념을 고려하고 단계 목표를 통과하지 못하면 중지) 프로세스 등을 연구현장에 도입할 계획이다. 기계연은 지난해 연구계약고가 2023년 대비 6% 줄어든 1천900억 원으로 선방했다. 기술료 수입은 전년대비 19% 증가한 65억 원이다. 특허 예산을 줄여 특허 등록과 출원은 줄었지만, 수월성을 나타내는 해외 출원은 전년대비 10%늘어난 66건을 기록했다. 논문게재는 전년대비 14% 늘어난 223건으로 나타났다. 류석현 원장은 "뜻이 있으면 반드시 이루어진다는 유지경성(有志竟成)의 정신으로 2030년까지 '디지털-KIMM'을 달성하기 위해 올 한해 매진할 것"을 임직원에 당부했다.

2024.12.27 19:17박희범

한화정밀기계, 차세대 'FO-PLP' 본더 상용화…해외 고객사와 공급 논의

한화정밀기계가 국내 복수의 기업·기관과 협력해 차세대 FO-PLP(팬아웃-패널레벨패키징) 장비를 개발해냈다. FO-PLP는 전 세계 주요 반도체 기업들로부터 수요가 증가하고 있는 첨단 패키징 기술이다. 현재 한화정밀기계는 해당 장비를 해외의 잠재 고객사에 공급하기 위한 절차를 거치고 있는 것으로 알려졌다. 26일 '차세대 반도체 FO-PLP 기술 실용화' 성과보고회가 서울 양재 엘타워에서는 열렸다. FO-PLP는 데이터 전송 통로인 입출력(I/O) 단자를 칩 밖으로 빼내, 반도체의 성능 및 집적도를 높이는 첨단 패키징 기술이다. 동시에 기존 웨이퍼(직경 300mm) 보다 면적이 넓은 사각형 패널을 사용해 생산 효율성이 뛰어나다. 이에 과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원의 자율제조연구소 반도체장비연구센터 연구팀과 한화정밀기계, 크레셈, 엠티아이는 600㎜ 대면적의 패널 위에서 고집적 다차원을 실현할 수 있는 FO-PLP 본딩 및 검사장비와 공정·소재기술 등 핵심 원천기술 및 특허 14건과 실용화 기술을 개발했다. 연구진은 원형이 아닌 사각형의 600mm x 600mm 대면적 패널을 사용해 생산성을 극대화했다. 기존 FO-WLP(웨이퍼레벨패키지) 대비 생산성이 6.5배 향상된 것으로 알려졌다. 나아가 선폭을 세계 최고 수준인 7마이크로미터(㎛) 이하로 미세화해, 향후 고성능 하이엔드 패키지에도 적용이 가능할 것으로 기대된다. 또한 높은 정밀도, 시간당 1만5천개 수준의 칩 생산이 가능한 높은 생산성의 본딩 장비(한화정밀기계)와 저잔사 고내열성 소재(엠티아이), 1~2㎛급 분해능을 갖는 고속 대면적 검사장비(크레셈)를 통합적으로 개발해 적용했다. FO-PLP는 패널 위에 칩을 재분배하는 과정에서 접착제의 단차, 재배열 오차 등으로 틀어짐이 발생할 수 있다. 이에 연구진은 칩 틀어짐 ±5㎛ 수준의 정밀도를 달성했다. 이는 기존 대비 정밀도가 30% 이상 개선된 수준이다. 고속 칩 틀어짐 검사 및 보정 기술을 통해 고도의 정밀도를 확보함으로써 생산성을 해외 선진사 대비 30% 이상 높였다. 해당 FO-PLP 본딩 장비는 국내외 주요 파운드리 및 OSAT(외주반도체패키징테스트) 기업향으로 상용화를 계획하고 있다. 특히 잠재 고객사인 해외 OSAT 기업의 경우 조건부 PO(구매주문)을 논의 중인 것으로 알려졌다. 조건부 PO는 고객사가 데모 장비를 들여 운영해보고, 양산성이 검증되면 정식 구매하는 계약을 뜻한다. 박영민 한화정밀기계 상무는 "차별화된 가격과 성능 경쟁력을 기반으로 공격적인 마케팅을 추진하도록 할 것"이라며 "칩 재배열 본딩 소재도 195도 고내열성 제품 개발을 완료해 사업화를 추진하고 있다"고 설명했다.

2024.11.26 16:02장경윤

기계연 이대훈 박사 "기술이전 '대박'…알고보니 독든 '성배'"

"기술이전은 독이든 성배다." 글로벌 다국적 기업에 기술을 이전해 출연연에서 손에 꼽는 역대급 '대박'을 터뜨린 이대훈 책임 연구원의 속마음이다. 이대훈 책임은 한국기계연구원 자율제조연구소 반도체장비연구센터 소속으로 지난 7월 미국 글로벌 엔지니어링 업체 KBR에 촉매산화 기술 '씨펙스(CPOx)'를 기술이전하는 성과를 올린 주역이다. 이 책임은 7일 대전 기계연 본원에서 열린 해외기술이전교류회에서 세 번째 연사로 나서 '기술이전 전략 사례-시사점과 고민들'을 주제 발표하며 기술이전 과정에서 겪었던 어려움과 고충을 진솔하게 털어놨다. 이 책임은 "기술이전이 독배인 이유는 기술이전 후 제품개발이나 시제품 개발 지원 등 해야힐 일이 너무 많은데, 지원 프로그램이 없어 개인이 모두 짊어져야 한다"며 "선수에만 의존하는 성과 창출은 지속 가능하지 않다"고 뼈아픈 말을 내놨다. 이 책임은 또 협상 과정에서 △조정보다는 예스 또는 노가 많다 △TLO 한계… 외부 리소스 활용 필요 △협상의 비선 필요성 등 그간 쌓은 노하우를 전수했다. 이날 행사는 최근 한국기계연구원이 글로벌 엔지니어링 회사인 KBR에 기술이전한 성과를 중심으로 해외 기술이전 협상 과정과 절차 등에서 발생했던 어려움이나 절차 등을 공유하기 위해 마련됐다. 기계연은 한국화학연구원이 주관하고 한국에너지기술연구원과 한국과학기술연구원 등과 같이 협동 기관으로 국가과학기술연구회(NST)가 미래선도형 융합연구단 사업으로 추진한 '에너지 및 화학연료 확보를 위한 대형 융합플랜트 기술 개발'과제에 참여했다. 이 기술이전은 정액기술료와 경상기술료 예상액을 합쳐 100억 원에 가까운 대박을 터뜨린 것으로 알려졌다. 그러나 정확한 기술료 수익에 대해 기계연은 KBR과 비밀유지계약(NDR)을 내세워 공개하지 않았다. R&D에 들어간 예산은 대략 30억 원 정도 됐다. "R&D를 R&D답게...연구 재투자 순환 사이클 만들어야" 이에 앞서 기계연 류석현 원장은 환영사에서 "R&D를 R&D답게라는 슬로건을 지향한다"며 "이 의미는 연구 재투자 순환 사이클 완성을 통해 연구 비용을 회수하자는 것과 일맥 상통한다"고 말했다. 류 원장은 "해외 다국적 기업 처럼 전담 전문가가 있는 것과는 달리 우리가 해외 기술이전하는데는 어려운 점이 많았다"며 "그럼에도 연구회 등의 도움으로 해외 기술이전을 성사시킬 수 있었다"고 NST에 공을 돌렸다. 축사에 나선 김복철 국가과학기술연구회 이사장은 "출연연이 지난 10년간 해외 기술이전 건수가 86건이고, 2천265억 원을 벌어 들였다"며 "다만 이 가운데 ETRI가 수입의 97%를 차지한다"고 말했다. 김 이사장은 "오늘 행사를 계기로 정기적으로 모여 기술 이전 노하우 등을 공유하자"며 "출연연은 2~3년 내 또 '대형 사고'를 칠 것으로 기대한다"고 덧붙였다. 한국화학연구원 박용기 LCP(저탄소화학공정) 융합연구단장은 첫 주제발표자로 나서 '에너지 및 화학연료 확보를 위한 대형 융합플랜트 기술 개발' 과제의 연구 개발 및 기술이전 과정에 대해 자세히 설명했다. 이어 한국기계연구원 송영훈 플라즈마 활용 폐유기물 기초원료화 사업단장은 '출연연과 해외 기술이전' 주제발표에서 "노벨상 받은 일본 부럽지만, 두렵진 않다"고 언급해 관심을 끌었다. "노벨상 받은 일본, 부럽긴 하지만 두렵진 않아" 송 단장은 "연구를 기초나 원천부터 체계적으로 잘하는 나라가 일본"이라며 "그래서 노벨 과학상도 많이 받지만, 그냥 그뿐이다. 미국이나 우리나라 처럼 기초, 원천기술 개발이 사업화로 잘 이어져야 하는데 아니었다"고 말했다. 구슬이 서말이라도 꿰어야 '묵주'가 되는데 그걸 잘 꿰지 못하더라는 지적이다. 송 단장은 또 "연간 경기장 프로야구 관람객 수가 프로축구보다 월등히 많음에도 축구 선수 평균 연봉이 야구 선수 연봉보다 높은 이유는 선수 해외 진출이 활발하기 때문"이라며 "출연연 기술도 해외 이전으로 가야한다"는 입장을 밝혔다. 국내외 기술이전의 차이점에 대해서도 설명했다. 송 단장은 "해외는 기술 이전 계약을 하면 나머지는 이전해간 기관·기업에서 알아서 하지만, 우리는 기술이전시 검증이 완료될 때까지 일이 마무리되지 않는다"며 "이러다보니 연구자가 현장에 가서 많은 고충을 겪는다. 심지어 새벽 3시에 현장에 가서 울었다는 연구자도 있더라"고 기술이전 과정에서의 어려움을 토로했다. 마지막 발표자로 나선 기계연 강선녕 변리사는 'KBR사 협상 과정과 절차' 발표에서 "서로 생각이 다르고, 규정이 달라 처음에는 계약되면 '나는 징계 받는다'는 생각부터 했다"며 "주위 도움으로 극복했다"는 말로 마무리했다. 강 변리사가 씨름했던 항목은 △선급금 △경상 기술료 상한선 △기술실시 조건 △양도옵션 등이었다.

2024.08.07 20:10박희범

ETRI, 400억 원 들인 최첨단 '군집드론' 첫 공개

·우리 나라 첨단 무인이동체를 공개한 '2024 무인이동체산업엑스포(UWC)'에서는 올해 처음 연구성과를 공개한 ETRI DNA+드론기술개발사업단과 불법드론 지능형 대응기술 개발 사업단 등이 관심을 끌었다. '2024 무인이동체산업엑스포(UWC)'는 지난 19일 폐막됐다. 이번 행사는 지난해 대비 방문객이나 전문가 관심이 다소 줄었다. 행사 기간 내내 내리던 비도 내방객들의 발길을 무겁게 했다. 관객 발길을 붙잡았던 주요 전시는 주로 사업 단위 연구성과였다. ETRI 임채덕 에어모빌리티연구본부장(DNA+드론기술개발사업단장)은 "400억 원을 들여 드론 데이터(D)와 5G(N), 인공지능(A)이 접목된 비 가시권 자율· 군집 비행 및 고가치 임무 데이터의 실시간 생산, 활용 체계를 구현해 혁신적인 비즈니스 모델을 창출하는데 중점을 둬 기술을 개발했다"고 설명했다. 일반인에게도 서비스 제공이 가능한 드론 플랫폼을 비롯한 드론 센서 데이터의 전주기(설계, 획득, 유통, 서비스) 기술 및 표준화 기술과 드론 센서 데이터를 활용한 실시간 공간정보 시각화 기술을 공개했다. 이동기지국은 5G를 기반으로 개발했다. 드론용 5G 통신모듈을 새로 개발하고, 이음 5G활용 드론 센서 데이터 업링크 용량을 확대했다. 5G 음영 지역도 해소했다. 비가시권 자율 비행을 위한 장애물 탐지와 회피 기능도 탑재했다. 20대 동시 작업 가능…엔터용 군집과는 차원 달라 임 본부장은 "5G 및 와이파이 네트워크 기반 원격 이종 드론 군집 비행이 가능하다. 최대 20대까지 영역을 나눠 각각의 드론이 역할을 수행할 수 있다"며 "수백 수천대의 엔터테인먼트용 군집 비행과는 차원이 다른 기술"이라고 덧붙였다. DNA+드론기술개발사업단 참여 기관 및 기업은 한국과학기술정보연구원을 비롯한 아이온, 유캐스트, 파블로항공, 픽소니어, 한컴인스페이스, 아이씨티웨이, 주식회사 스마티 등 모두 14개다. 이광용 책임연구원은 "5G를 기반으로 전체 플랫폼을 통합했다"며 "수색이나 농업용, 구조물 탐색 및 분석 드론 실증사업이 올해 말 종료된다"고 말했다. 한국기계연구원은 육해공 자율협력 임무수행을 위한 험지주행 지상무인이동체 시스템을 공개했다. 이 시스템은 자율주행과 군집 운영이 가능하다. 또 공중무인이동체의 이착륙/보관/충전을 위한 이착륙 패드를 탑재했다. 한국항공우주연구원은 성층권 태양광 드론 EAV-4를 선보였다. 항우연 성층권드론기술개발사업단 김준영·유건원 연구원은 "성층권에서 20㎏ 이상 임무 장비를 탑재하고 30일 이상 체공하며 감시관측, 통신중계 등의 기능을 수행할 수 있다"며 "날개 길이만 30m고, 태양전지와 배터리로 전력을 공급한다"고 설명했다. 활용 분야는 불법 어로 및 해양오염 감시와 산불 및 재난 감시, 실시간 정밀 기상 관측, 독도나 이어도 등지의 불법 밀입국 감시 등이다. 항우연 측은 이달부터 오는 9월까지 전남 고흥 나로우주센터에서 시험 비행한 뒤 올해 연말께 30일 체공 가능성을 타진하는 초도비행에 나설 계획이다. 성층권 드론 올해 연말께 초도비행 기존에 개발한 EAV2,2H,3는 고도 24㎞ 이하에서 최대 52시간 연속 비행이 가능했다. 한컴인스페이스는 DNA+드론기술개발사업단 참여 외에도 자체 부스를 차려 기술과 제품을 선보였다. 주요 전시 품목은 현재 시판 중인 민군산업용 드론(HD-550, 회전익 쿼드콥터 무인비행장치)과 정찰 및 감시용으로 유용한 고성능 접이식 소형드론(HD-300) 등을 선보였다. 최아율 영업마케팅실장은 "HD-300은 드론+스테이션(DS-S,DS-L)+관제SW를 결합해 군과 관공서에 현재 납품 중"이라며 "15~30㎞까지 줌인이 가능한 고성능카메라(ptz)와 영상 분석 장비도 갖췄다"고 말했다. 박판준 부사장은 "세계 유일 엔터프라이즈급 동축 무인기 '스피릿(Spirit)'은 바람 저항성이 특히 뛰어나 최대고도 5㎞에서 53분간 악천후 운용이 가능하다"며 "현재 에즌트에어로시스템과 오는 10월 KC인증을 목표로 스피릿과 드론스테이션 연동 등을 테스트 중"이라고 설명했다. 유무인 항공기 데이터링크 및 위성추적안테나와 안티드론 선두기업인 두타기술은 DNA+드론기술개발 사업과 KEIT 우주항공R&D전시관 2곳에 출품했다. 두타기술은 ▲유·무인 항공기 데이터 링크 설계와 ▲위상배열안테나 설계 ▲드론 제압용 전파방해장치 및 탐지 ▲대용량 모터제어 및 전자제어 ▲모노펄스 비교기 및 추적 안테나 설계 기술 등을 공개했다. 이외에 더피치는 표적·정찰용 종이드론(PAPY)을 선보여 관심을 끌었다. 파피는 골판지로 제작됐다. 운용거리는 20㎞다. 최대 시속 100㎞로 반경 50㎞까지 비행이 가능하다. 제어는 자체 개발한 파피앱으로 기체 5대 동시 연결 및 제어할 수 있다. 또 담스테크는 조달청 혁신제품인 드론헌터(XD, XR)로 관심을 끌었다. 이 헌터는 1㎞이상까지 적 드론을 무력화할 수 있다. 드론 탐지는 30대까지 유효하다. 비트센싱은 내년 3D 탐지와 탐지범위 200m, 최대 160도 탐지, 속도 해상도 초당 0.15m인 차세대 코너라이더를 공개했다. 제품 출시는 내년이다. 에프엠웍스의 고성능 조명방송용 드론을 공개했다. 한국전파진흥협회는 융·복합기기의 전파 시험을 위한 대형전파차폐시설 전파 플레이 그라운드 서울, 대구, 충북을 소개했다. 한편 이번 행사에서는 30만원을 내야 들을 수 있는 일부 유료 컨퍼런스가 다소 부담스러웠다는 지적도 나왔다.

2024.07.21 23:22박희범

LNG에 암모니아 섞은 ㎿급 선박엔진 연료 실증했더니..."CO₂ 50% 이상 절감"

LNG에 암모니아를 50% 이상 혼합한 ㎿급 선박엔진 연료 연소 시험에서 국내 처음 CO₂ 배출량 50%이상 절감에 성공했다. 한국기계연구원(원장 류석현)은 친환경모빌리티동력연구실 박철웅 책임연구원 연구팀이 한국선급, HD현대중공업, HD한국조선해양, 선박해양플랜트연구소, 군산대학교와 공동으로 암모니아 연료 실증을 실시했다고 10일 밝혔다. 실증은 전북 군산 한국선급 그린쉽 기자재 시험·인증센터에서 진행했다. 예산은 해양수산부 '2천100마력급 LNG-암모니아 혼소 엔진 개발' 과제의 지원을 받았다. 박철웅 책임연구원은 "암모니아는 미래의 재생 가능 에너지원으로 관심이 크다"며 "LNG에 50%넘게 암모니아를 섞어 이산화탄소를 50%이상 절감하는데 성공했다"고 말했다. 연구팀은 암모니아를 선박용 엔진 내 연소실 안으로 고압 분사하고 안정적인 연소를 유지해 높은 출력과 열효율을 구현했다. 사실 암모니아는 유망한 탄소중립 연료지만 연료공급시스템의 재료로서는 부식성과 독성 때문에 관리에 어려움이 있다. 점화 온도도 높아 착화가 어렵고 연소 속도가 느려 불완전 연소도 많다. 박철웅 책임은 "이 때문에 엔진 출력 및 효율이 감소하는 문제가 생긴다"며 "연료공급장치 내 오링(O-ring) 소재를 바꿔 부식과 암모니아 외부 누출을 막고, 고효율로 연소 시킬 방법을 찾아 CO₂의 저감 성능을 검증받았다"고 말했다. 박 책임은 또 “선박용 엔진은 물론 탄소배출 저감이 요구되는 자동차, 발전기 등의 동력원으로 확장 적용할 수 있도록 할 계획"이라고 덧붙였다.

2024.06.10 14:31박희범

기계연, 청정연료 'E-퓨얼' 생산하는 소형 반응기 국내 첫 개발

유럽연합(EU)은 오는 2035년부터 휘발유나 디젤유를 쓰는 내연기관차량 판매를 전면 금지한다. 다만, 이퓨얼(E-Fuel) 연료는 예외다. 한국기계연구원은 히트펌프연구센터 김영 책임연구원 연구팀이 이퓨얼 연료를 생산하는 마이크로채널 반응기를 국내 처음 개발했다고 23일 밝혔다. 이퓨얼은 재생전력으로 생산한 그린수소와 공기중에서 포집한 이산화탄소를 결합해 생산한 청정 연료를 말한다. 또 마이크로채널 반응기는 화학 반응을 시켜 청정 연료를 얻는 고효율 시스템이다. 기존에는 연료 합성 과정에서 발열이 심한 경우 슬러리 반응기나 유동층 반응기 등을 사용했다. 그러나 이 반응기는 연료를 대규모 생산하는데는 유리하지만, 분산형 재생발전소에서 잉여전력으로 생산하는 수소의 양처럼 소량 생산에는 경제성과 효율이 크게 낮아진다. 특히, 반응기 크기도 가로, 세로 1~2m정도로 작은 사무실 절반을 차지하는 규모가 기본이어서 소형화 요구가 제기돼 왔다. 연구팀은 이에 작지만, 효율이 좋은 마이크로채널 반응기를 개발했다. 사이즈는 가로 20㎝, 세로 10㎝ 크기로 확 줄였다. 그럼에도 처리가 가능한 기체 유량은 기존 대비 3배 이상 늘렸다. 반응에 필요한 촉매 소요량도 기존 대비 70%이상 줄여 경제성을 크게 높였다. 연구 책임자인 김영 책임연구원은 "크기가 작고, 효율도 좋은 마이크로채널 반응기를 개발한 것"이라며 "연료 합성 반응에서 합성가스의 연료 전환율도 93%가 넘는 것을 확인했다"고 설명했다. 이 반응기는 또 고온고압에서도 안전하고, 발열 제거가 쉬워 온도 설정도 유연하다는 것이 연구팀의 설명이다. 김 연구원은 "이 반응기에서 생산한 연료의 세탄지수가 55.7로 국내 차량용 디젤의 세탄가 품질기준인 52를 만족한다"고 덧붙였다. 국내정유업체에서 판매하는 디젤의 세탄가는 보통 54~57 수준이다. 세탄가는 디젤 엔진에서 연료가 얼마나 쉽게 발화되는지를 측정하는 지표다. 세탄지수가 높을수록 연료가 엔진에서 더 빨리, 더 쉽게 발화된다. 김 책임연구원은 "추후, 컨테이너 크기의 고효율 이퓨얼 생산공정을 개발하면, 이퓨얼 연료를 사용할 수 있는 친환경 주유소의 가능성이 열릴 것"으로 기대했다.

2024.05.23 17:24박희범

기계연, 공장 굴뚝 초미세 먼지 실시간 측정 기술 개발

사업장 굴뚝에서 나오는 미세먼지와 초미세먼지를 실시간 측정할 수 있는 기술이 개발됐다. 한국기계연구원은 도시환경연구실 한방우 박사 연구팀이 고온·고농도의 굴뚝 내부 환경을 상온·저농도 대기환경 수준으로 바꿔 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5)를 실시간 측정하는 기술을 처음 개발했다고 14일 밝혔다. 연구팀은 연구팀은 ▲가변 유속과 압력 대응 등속 흡입 기술 ▲정량 흡입 희석 기술 ▲액적 분리 기술 ▲벽면 손실 억제 기술 등 4가지 기술을 활용해 먼지를 크기별로 관리하는 방법을 찾았다. 연구팀은 국내 화력발전소와 소각로에서 지난 6개월간 실증 및 검증했다. 굴뚝 내부는 온도와 먼지 농도가 높아 실시간 정확한 미세먼지 측정이 어렵다. 연구팀은 측정 장치에 들어오는 배출 가스의 속도를 느리게 만드는 방법으로 굴뚝 유속에 따른 측정오차를 줄였다. 또 공기 주입량을 자동으로 제어했다. 응축에 의한 물방울 형태의 액적 생성도 최대한 억제했다. 구멍이 많은 튜브에 공기를 주입, 미세먼지의 벽면 부착도 최소화했다. 기존 광투과 측정법은 미세먼지나 초미세먼지 측정이 어렵다. 중량법 측정은 측정시간이 2~11일 걸리는 단점이 있다. 한방우 도시환경연구실장은 “사업장 굴뚝에서 배출되는 미세먼지의 정확한 농도와 크기 분포 정보를 실시간으로 얻을 수 있는 기술로는 처음"이라고 말했다.

2024.05.14 23:09박희범

전략적 R&D 투자로 "신격차 창출·초격차 확보"

"전략적 R&D 투자로 신격차를 창출하고 초격차를 확보하는 것이 필수다." 류광준 과학기술혁신본부장이 2일 대전 디딤돌플라자에서 제14차 R&D 미소공감 행사 일환으로 진행한 기계소재·ICT·기반 분야 출연연 기관장 간담회에서 전달하고 싶어하는 말의 핵심이다. 세상과 R&D 트랜드, 우리가 처한 환경이 변하고 있다는 것이다. 이 때문에 류 본부장은 가는 곳마다 이 같은 전략적 R&D 투자를 강조하고 또 강조했다. 이날 간담회에는 △한국기계연구원 △한국재료연구원△한국과학기술정보연구원 △한국전자통신연구원 △국가보안기술연구소 △한국기초과학지원연구원 △한국표준과학연구원 등 7개 기관장이 참석했다. 류 본부장은 이날 기관별 내년 중점 투자 방향에 대해 설명했다. 이어 각 기관 관심사항 등을 듣고, 상호 풀어갈 방안에 대해 머리를 맞댔다. 간담회 참석자들은 소관 분야 향후 전망과 기관 연구개발 목표, 미래 핵심 기술 확보 방안 등 각 출연연의 발전방향에 대한 의견을 제시했다. 또 출연연 운영과 관련, 과학기술혁신본부에 바라는 의견을 가감없이 전달했다. 'R&D 미소공감'은 'R&D 현장과 미래를 위한 소통으로 공감할 수 있는 정책을 만들어 가겠다'는 의미를 담은 과학기술혁신본부의 현장 방문 브랜드다. 류광준 과학기술혁신본부장은 “기계소재·ICT분야는 글로벌 기술패권 시대의 국가 경쟁력을 확보하기 위한 핵심 기술이 다수 분포된 분야"라며 "전략적인 R&D 투자를 통한 신격차 창출과 초격차 확보가 필수"라고 강조했다. 또 류 본부장은 “출연연을 산업계에 필요하지만 민간이 수행하기 어려운 R&D를 수행하는 전진기지로 육성하기 위해 최선을 다하겠다"며 "각 기관의 애로사항 해결과 주요 연구 지원을 위해 지속적으로 소통하겠다”고 덧붙였다.

2024.05.02 14:00박희범

'연성 내시경 로봇 시스템' 첫 개발..."의사 혼자 기관지 이물질 제거 가능"

기관지 이물질을 손쉽게 꺼낼 수 있는 연성 내시경 로봇이 국내 처음 개발됐다. 다빈치 등 경성 샤프트를 쓰는 내시경 로봇은 있었지만, 유연성을 확보한 로봇이 개발되기는 이번이 처음이다. 한국기계연구원(원장 류석현, 이하 기계연)은 의료로봇연구실 김기영 책임연구원과 충남대학교병원(원장 조강희, 이하 충남대병원) 이비인후과 장재원 교수 연구팀이 공동으로 기관지 내시경 로봇 시스템을 개발하고, 미니 돼지 임상실험에도 성공했다고 2일 밝혔다. 이 로봇 시스템은 쉽게 구부러져 상하좌우 방향 조정이 가능한 내시경 겸자 기구와 안구 위치 추적, 풋페달 기능을 통합했다. 기관지 내시경 카메라를 내시경 로봇과 결합한 것도 특징이다. 또 내시경 겸자 그리퍼에 굴곡이 가능한 관절을 부착하고, 관절의 방향을 조정할 수 있는 와이어도 설치했다. 이를 통해 그리퍼의 방향과 각도를 조절해 원하는 위치에 이물질을 쉽게 제거할 수 있다. 연구팀은 의료진의 안구 움직임을 추적할 수 있는 안구 위치 추적 기술과 의료진이 직접 발로 조작할 수 있는 풋페달 장치 기술도 통합했다. 이 기술로 내시경 카메라가 굴곡과 직진, 회전을 통해 이물질이 위치한 방향으로 쉽게 도달하도록 했다. 연구팀은 "의료진 스스로 조작할 수 있어 투입 인력을 최소화할 수 있다"고 설명했다. 기존 기관지 내시경 겸자 기구는 휠 수 있는 관절이 없어 상하좌우로 방향 조절이 불가능했다. 기존 연성 내시경은 의료진이 양손을 사용해 이물질을 제거하기 때문에 보조자 도움이 필수인데 반해 이 로봇 시스템은 내시경 방향을 자유롭게 조절해 보조 인력 없이 이물질을 쉽게 제거할 수 있다. 기계연 김기영 책임연구원은 “기존의 로봇 기술을 내시경 겸자 기구에 적용해 부작용을 줄이는 등 수술적 치료의 한계를 극복할 수 있게 됐다”며 “앞으로 이물질 제거 수술뿐만 아니라 일반 외래에도 적용할 수 있는 더 작은 크기의 내시경 겸자 개발을 추진할 것”이라고 밝혔다. 충남대병원 장재원 교수는 “이번 임상 시험을 통해 기계연이 개발한 로봇 시스템이 기존 수술 방법보다 부작용이 적고 이물질 제거시 로봇 시스템이 보다 효과적임을 확인했다”며 “향후 상기도 수술에도 적용할 수 있는 시스템을 개발할 것”이라고 밝혔다. 이 연구는 범부처전주기의료기기연구개발사업단의 '상기도 내시경 수술을 위한 신개념 메디봇 핵심 기술 개발' 과제의 지원을 받아 수행됐다. TRM(기술참조모델) 6단계인 시제품으로 개발됐다.

2024.05.02 11:34박희범

초격차 소재 개발 도전장...24개 연구단 떴다

초격차 소재 개발에 도전하는 24개 미래소재 연구단이 출범했다. 과학기술정보통신부(장관 이종호, 이하 '과기정통부')는 24일 '국가전략기술 소재개발'과 '소재글로벌 영커넥트'에 선정된 연구단 24개를 발표했다. 이 사업은 미래시장 선점을 위해 글로벌 초격차 소재기술 개발을 지원하는 올해 신규 임무중심형 연구개발(R&D) 사업이다. 지난해 3월 발표한 '국가전략기술을 뒷받침하는 미래소재 확보' 전략에 따라 진행됐다. 국가전략기술소재개발에는 48개 연구단이 지원했다. 선정은 14개를 했다. 평균 경쟁률은 3.4대1이다. 소재글로벌 영커넥트는 38개 연구단 가운데 10개 연구단을 선정했다. 이 사업 경쟁률은 3.8대1이다.국가전략기술소재개발 연구단에게는 5년간 과제당 연간 15억 원 내외를 지원한다. 또 소재글로벌 영커넥트 연구단은 총 4년을 지원하되, 경쟁형으로 지원하는 것이 특징이다. 1단계(2년)에서는 10개 연구단에 각각 7.5억원을 지원하지만, 2단계(2년)에서는 경쟁을 통해 5개 연구단을 탈락시키고 나머지 5개 팀에 팀당 15억 원을 지원한다. 전체 24개 연구단 수주 분포를 보면 출연연에서는 총 10개 연구단을 땄다. 한국과학기술연구원(KIST)이 4개를 차지했다. 이어 한국기계연구원에서 분화한 재료연구원이 3개, 한국기계연구원이 2개 연구단을 각각 확보했다. 나머지 1개는 전기연구원이 땄다. 대학에서는 10대 대학이 14개 연구단을 수주했다. 한양대, KAIST,울산과기원(UNIST), 성균관대가 각각 2개씩 확보했다. 그외에 경상대, 서울대, 부경대, 인하대, 포항공대, 아주대가 각각 1개 사업단을 가져갔다. KIST는 ▲고집적 반도체향 차세대 극한 스케일링 배선 소재 솔루션 개발 ▲PEM 수전해 귀금속 저감 소재 개발 ▲고에너지밀도 무변형 층상구조 양극소재 개발 ▲초정밀 범용 AI 기술 개발 등의 연구단을 확보했다. 재료연은 ▲해수 특화형 선택적 이온 반응 수전해 기술 개발 ▲결손부위 맞춤형 경사기능구현 공정 및 소재기술 개발 ▲인체유래물 나노동결보존제 개발 등이다. 기계연은 ▲초결착 건식 후막 전극 기술 개발 ▲형상가변 디스플레이 기술 개발 등의 연구단을 확보했다. 이외에 눈길을 끄는 연구단 과제는 ▲폐전지 재활용 단결정 양극 합성 기술 개발(서울대)와 ▲우주발사체용 고인성 내열합금 개발(KAIST) ▲거대 언어지능 기술개발(아주대) 등이다. 황판식 기초원천연구정책관은 “미래소재 연구단의 목표는 불가능에 도전하는 것 같아 보이지만, 성공하면 한 분야의 패러다임을 바꿀 것으로 기대되는 첨단 소재들”이라고 말하며, “우수한 연구자들의 역량으로 혁신적인 성과를 낼 것이라 기대한다"고 말했다.

2024.04.24 12:55박희범

한국기계연구원, '자율주행 차량용 라이더 센서에 원형 와이퍼 설치'

자율주행 차량을 위한 고성능 환경 인식 기술이 국내 처음 개발됐다. 한국기계연구원(원장 류석현, 이하 기계연)은 가상공학플랫폼연구본부 산업기계DX연구실 이한민 실장 연구팀이 산악 지형이나 물가, 눈길 등 오프로드 무인 차량에 적용 가능한 ▲센서 보호 모듈 ▲센서 신호 보정 기술 ▲주행 가능 영역 인식 및 주행 제어 기술 등을 개발했다고 17일 밝혔다. 이한민 산업기계DX연구실장은 "이 기술이 기존 대비 성능이 대폭 향상된 오프로드 환경 인식 기술"이라며 "다만, 상용화를 위해서는 필드에서의 오류 개선 등 풀어야 할 숙제가 많이 남았다"고 말했다. 이번에 개발한 센서 보호·세정 모듈은 오프로드 자율주행 시 센서 표면에 튈 수 있는 흙탕물이나 진흙 등을 세척액이 분사돼 와이퍼로 닦아 내는 식이다. 세척액 분사노즐은 6군데를 설치했다. 주행할 때 발생하기 쉬운 먼지나 눈, 비 등 공중에 떠다니는 작은 입자는 센서 신호 보정 기술을 통해 보정했다. 레이저를 이용해 거리와 물체의 형태를 측정하는 센서인 라이다(LiDAR)가 자칫 먼지 등도 신호로 인식할 경우 차량이 진행 도중 느닷없이 멈추기도 하기 때문에 이 센서 신호 보정은 자율주행차량에서 필수 기술이다. 연구진은 "센서 오염 회복률과 센서 노이즈 제거 정확도, 야지 주행 가능 영역 추정 정확도 등 주요 성능 지표의 속도와 정확도를 기존 대비 1.5배 이상 향상해 오프로드 자율주행 제어에 안정적으로 활용할 수 있는 발판을 만들었다"고 말했다. 이한민 실장은 "2020년부터 2023년까지 3년간 매년 10억 원가량을 들여 개발한 연구 과제 목표가 필드에서의 적용까지는 아니었다"며 "이번 과제의 일부분인 도로 환경 인식 기술과 관련해서는 한국타이어에 기술 이전했다"고 설명했다. 이 실장은 또 "이번에 개발한 기술은 무인 차량의 오프로드 자율주행 시 자주 발생할 수 있는 환경 인식 문제를 해결하는 핵심"이라며 "향후 자율주행이 적용될 굴착기, 덤프트럭, 트랙터와 같은 산업기계는 물론, 전차나 수색 차량 등 국방용 무인 차량에 적용될 수 있도록 노력할 것"이라고 밝혔다. 연구는 기계연 기본사업 '산업용 모바일 작업기계 자율화 기반 기술 개발' 과제 지원을 받았다. 주관은 한국기계연구원, 과제 용역은 KAIST와 DGIST가 수행했다.

2024.04.17 14:42박희범

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