미국 방위고등연구계획국(DARPA)에 따르면 최신 기술의 활용도를 확장하는 양자 컴퓨터 프로젝트의 2단계에 총 $920만 달러의 자금을 지원했다.더 많은 컴퓨팅 장치를 연결하도록 구성된 양자 컴퓨팅 시스템에 대한 추가 실험을 실행하기 위한 목적이다. 최적화 문제를 해결할 때 양자 정보 처리의 양적 이점을 입증할 수 있다.이 프로젝트는 조지아연구소(Georgia Tech Research Institute)의 주도로 진행되고 있다. 대부분의 양자 컴퓨팅 시스템은 자기 트랩(magnetic trap)을 사용해 이온을 분리한다.페닝 트랩(Penning trap)이라고 하는 트래핑 프로세스는 자기장과 전기장의 조합을 사용하여 양자 작업을 수행하는 2차원 이온 결정을 제한한다. 트랩은 부피가 크고 극저온으로 냉각되는 초전도 자석 대신 희토류 금속을 사용한다. 연구원들은 이미 18개월 동안  시행착오를 격으면서 10큐비트 길이의 이온 체인을 만들었다.이와 같은 체인에 양자 시스템을 수천 개 더 추가하면 컴퓨터가 더 정확한 솔루션을 계산할 수 있다. 프로젝트가 지금까지 유망한 것으로 입증됐지만 연구원들은 어려운 기술적 문제에 직면해 있다.예를 들어, 양자 시스템이 복잡할수록 "노이즈"로 인한 상당한 오류율이 발생할 가능성이 높다. 연구팀은 양자 시스템에서 노이즈를 최소화하는 최선의 경로를 매핑하고 있다. 이를 통해 더욱 더 향상된 양자 컴퓨터의 성능을 확보할 수 있을 것으로 전망된다.▲방위고등연구계획국(DARPA)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

영국 옥스포드에 위치한 JET(Joint European Torus)연구소에 따르면 2021년 연말 실험 중 59메가줄(59 megajoules)의 지속된 핵융합 에너지를 생산했다. 1997년 세계 기록을 2배 이상 늘렸다.실용적인 핵융합 에너지 개발에 큰 돌파구를 마련한 것으로 평가 받고 있다. 값싸고 깨끗한 에너지를 얻기 위한 중요한 성과로 판단한다.수십 년간의 실험과 개선을 거친 후에 이러한 업적을 달성했다. JET연구소는 핵융합 에너지 연구를 위해 토카막(tokamak)이라고 불리는 도넛 모양의 기계를 사용한다. 세계에서 가장 크고 강력한 작동식 토카막 기계이다.내부에서는 중수소와 삼중수소로 구성된 소량의 연료가 태양 중심보다 10배 높은 온도로 가열되어 플라즈마를 생성한다. 이것은 초전도체 전자석을 이용해 회전하고, 융합하고, 열로 엄청난 에너지를 방출할 때 고정된다.이 과정은 세계의 현존하는 원자력 발전소에 동력을 공급하는 절차인 원자핵을 분할하는 대신, 원자핵을 함께 만들어 새로운 원소를 형성함으로써 에너지를 생산할 수 있다는 원칙에 따라 작동한다.핵융합은 폭주 과정을 시작할 수 없고 석탄, 석유, 가스보다 1kg당 거의 400만배 많은 에너지를 방출한다. 또한 온실가스를 배출하지 않고 폐기물도 거의 만들지 않는다.국제원자력기구(IAEA)는 JET연구소의 이번 실험 결과를 핵융합 에너지가 안전하고 지속 가능한 저탄소 에너지를 전달할 수 있는 가능성을 전 세계적으로 입증한 것으로 평가한다.▲JET(Joint European Torus)연구소 홈페이지

미국 워싱턴대(Washington University)에 따르면  안정적이고 효율적이면서 양극이 없는 나트륨 배터리(Anode-free Sodium Battery)를 개발했다. 이 연구는 2021년 5월 3일 Advanced Science 저널에 게재됐다. 전통적인 리튬 이온 배터리는 음극과 양극으로 구성되며, 둘 다 리튬 이온을 저장한다.미국 글로벌 기술기업인 구글(Google)에 따르면 모바일 우선 전략에서 기기에 관계없이 인공지능 상호 작용을 우선하는 전략으로 이동되고 있다. 일반적인 아이디어는 수익 창출의 원동력이되는 인공지능(AI) 경험을 이용하여 플랫폼을 구축한다. 사용자가 정보를 쉽게 발견하는 것부터 거래를 만드는 것까지 모든 것을 구현할 수 있다.캐나다 토론토대(University of Toronto)에 따르면 자기장에 의해 정밀하게 제어되는 마이크로 로봇을 개발하고 있다. 로봇 외부 자석에 의해 제어되는 작은 자화 도구를 사용하는 새로운 개념이다.특히 외부 자기장에 의해 제어되는 작은 그리퍼가 있는 프로토 타입을 개발하고 있다. 개발된 도구는 그립핑 집게와 유연한 손목에 자석이 있다. 자기장이 적용되면 도구는 그리퍼를 열고 닫거나 손목을 움직일 수 있다.▲ 토론토대(University of Toronto)의 연구팀의 에릭 딜러(Eric Diller) 부교수(출처 : 홈페이지)

지난 4월 29일부터 5월 1일까지 부산 벡스코에서는 '드론쇼 코리아((Drone Show Korea 2021)' 전시회가 개최됐다.  옥스드론은 전시회 현장에 기자들을 파견해 참여한 기업들을 취재했다. 국내 드론 산업의 발전과 기술력을 소개하는 것이 글로벌 드론 종합지를 지향하는 목표와 부합하기 때문이다.   (주)넥스앤텍, (주)ASOA, 순돌이드론, 성우엔지니어링, (주)만물공작소, 디브레인, (주)씨너렉스, (주)시스테크, (주)코코드론, (주)스카이뷰, UMAC Air, (주)무지개연구소, 지오소나(주), 두산모빌리티이노베이션, 이노뎁(주), 유콘시스템(주), (주)이스턴스카이, (주)드론월드, BSTARCOM, (주)올포랜드 등 20개 업체를 소개했다.   다음으로 해양드론기술, (주)케이씨에스, (주)엠지아이티, (주)유시스, 엔젤스윙, (주)케이프로시스템, (주)공간정보, (주)헬셀, (주)하이텍알씨디코리아, (주)다온아이앤씨, (주)아르고스다인, (주)소끼아코리아, 우림텍, 요요인터랙티브, 라이카 지오시스템즈 코리아, ㈜엑스퍼넷, 태경전자(주), 한국무인이동체연구조합, 베이리스(BEYLESS), 에이디시스템 등이다.그리고 (주)지오시스템, (주)인투스카이, 토탈측기솔루션, (주)웨이브랩스에 이어 소개하고자 하는 기관은 한국전기연구원(KER, 이하 KERI)이다.KERI는 지난 1976년 설립해 전력사업, 전기공업, 전기이용 분야의 연구개발 및 시험 등을 하고 있는 과학기술정보통신부 산하 정부출연 연구기관이다.다양한 전기 분야 연구개발(R&D)업무를 수행하고 있으며 주로 전력망 및 신재생에너지, 전력기기, 전력반도체 및 초전도 기술, 로봇 및 전동기 제어기술, 전기추진 기술, 배터리 및 나노 등 전기 재료 기술, 전기 의료기기 등의 분야를 연구하고 있다.주요 연구 분야는 전력망, 전력기기, 전기응용, 전기재료, 전기 의료기기, 스마트 그리드 등이다. 전력망 연구 분야는 차세대전력망, 전기환경, 전력 ICT, 전력정책 및 재난 연구이다.차세대 전력망은 차세대 전력계통운영시스템(EMS) 기술과 에너지저장시스템 응용, 실시간 전력계통 보호제어 기술을 연구한다. 전기환경 연구는 마이크로파 무선전력전송기술, 고출력 마이크로파 기술과 연관돼 있다. 전력기기 연구 분야는 신전력기기, 전력반도체, 초전도 분야, 전기응용 분야는 전기물리, 전동력, 시스템제어, 정밀 제어, 인공지능 분야를 각각 연구한다.전동력 연구센터에서는 최저효율제 적용 3상 고효율 유도전동기, 국방 및 산업용 고속전동기/발전기 시스템, 로봇 및 EV용 고출력 전동기 및 구동시스템, 자기부상식 청정이송 시스템, 대용량 발전기 및 구동 시스템 등을 개발하고 있다.특히 지난해 10월 전동력연구센터 이지영 박사팀이 '드론용 발전기 및 전동기 기술'을 국내 최초로 개발했다. 연구팀이 개발한 발전기와 전동기 기술은 비출력과 온도 안정성이 매우 높은 것으로 평가 받았다.♦ 하이브리드 전기추진 무인항공기 내부 구조(출처 : 2020년 10월 27일자 보도자료)기존 순수 전기 추진 무인항공기의 30분내 비행시간을 2시간으로 확대가 가능하기 때문이다. 발전기는 5kW의 출력을 낼 정도로 우수한 편이다.연구팀이 개발한 발전기와 전동기는 엔진과 배터리, 프로펠러를 연결하는 핵심 부품으로 하이브리드 전기추진 시스템에 적용된다. 장거리 드론 택배, 섬이나 험난한 지역, 산 정상 등에 물품 배송이 가능해졌다.♦ 축방향 자속 영구자석 발전기 및 전동기(출처 : 2020년 10월 27일자 보도자료)저소음, 안정성, 고비출력 성능으로 드론 택배, 농업 분야 등에 적용해 나갈 예정이다. 향후 100kW급 발전기를 개발해 플라잉카 시대를 대비해 나간다는 구상이다.

캐나다 토론토대(University of Toronto)에 따르면 자기장에 의해 정밀하게 제어되는 마이크로 로봇을 개발하고 있다. 로봇 외부 자석에 의해 제어되는 작은 자화 도구를 사용하는 새로운 개념이다.특히 외부 자기장에 의해 제어되는 작은 그리퍼가 있는 프로토 타입을 개발하고 있다. 개발된 도구는 그립핑 집게와 유연한 손목에 자석이 있다. 자기장이 적용되면 도구는 그리퍼를 열고 닫거나 손목을 움직일 수 있다.이 로봇은 어린이에게 최소 침습적 뇌 수술을 수행하는 데 사용될 수 있다. 소아 뇌에서 내시경을 통해 수술을 진행할때 정밀하게 제어할 수 있는 소형화된 다용도 도구가 필요하기 때문이다. 시뮬레이션된 종양으로 뇌의 고무 모델에 대해 테스트가 수행됐다. 테스트에서 그리퍼는 뇌의 심실에 성공적으로 진입하여 외부 자기장에 의해 완전히 제어되는 종양을 제거할 수 있었다. 프로젝트는 캐나다 보건 연구소(CIHR)와 캐나다 자연 과학 및 공학 연구위원회(NSERC)으로부터 자금을 지원받았다.향후 연구팀은 마이크로 가위를 포함해 더 많은 도구를 만들 계획이다. 이를 통해 보다 효율적인 수술 도구의 개발이 가능할 것으로 전망된다. ▲ 토론토대(University of Toronto)의 연구팀의 에릭 딜러(Eric Diller)부교수(출처 : 홈페이지)unction in the operating room, and to try different ways of setting up the magnetic coils,” Diller says.

미국 컬럼비아대(Columbia University)에 따르면 틈새를 쥐어짜듯이 통과할 수 있는 수십개의 나노분자로 이뤄진 분자 로봇을 개발했다.25개의 디스크 모양으로 구성된 로봇은 살아있는 세포가 모여 특정 조건하에서 집합적으로 이동하는 것으로부터 영감을 얻었다.로봇 그룹의 각각은 로봇의 외부 껍질을 팽창시키고 수축시키는 톱니와 인접한 로봇에 달라붙는 주변의 자석을 갖추고 있다. 로봇은 개별적으로 움직일 수는 없다.그러나 각 로봇이 뭉친다면 서로 다른 시간에 개별 로봇을 팽창시키고 수축시켜 표면을 가로질러 미끄러질 수 있다. 예를 들어 터널을 통과해야 하는 경우, 로봇은 스스로를 좁힐 수 있고 틈을 가로 지르며 반대편에 재구성될 수 있다.개별 로봇은 감지한 빛의 강도에 따라 팽창과 수축의 타이밍을 변경해 로봇 그룹이 대상을 향해 움직일 수 있도록 프로그래밍됐다. 컴퓨터 시뮬레이션상으로는 최대 10만대의 로봇에 대한 테스트가 이루어졌다.만약 20%의 개별 로봇이 작동하지 않더라도 로봇 그룹은 여전히 움직일 수 있다. 단일 구성요소로 이뤄진 기존 로봇의 오작동 발생에 비해 장점으로 평가된다.▲ USA-ColumbiaUniversity-Robot▲ 컬럼비아대(Columbia University)의 분자 로봇 홍보자료(출처 : 홈페이지)

미국 적층가공 업체인 아조스(Azoth)에 따르면 라이즈(RIZE)의 3D 프린팅 기술을 사용하여 리드 타임을 최대 8주 단축하고 부분 비용을 최대 98%까지 절감하는 기술을 개발했다.아조스는 피에스엠아이(Production Service Management Inc., 이하 PSMI)의 전액 출자 자회사이다. 피에스엠아이와 라이즈는 2018년 6월 파트너십을 체결했다.아조스는 몰드, 금형 및 기계부품과 같은 기능 서비스 부품을 설계하고 리버스 엔지니어링했다. 항공우주 분야 고객을 위해 3D프린팅된 그리퍼 핑거를 설계했다.그리퍼 핑거는 부품 자세 정보와 부품에 눌러진 네오디뮴 자석을 포함해 세부 위치를 확인할 수 있는 것으로 평가 받고 있다.아조스는 라이즈의 대표적인 3D 프린터인 RIZE ONE을 사용해 아조스의 부품생산 비용을 50% 줄였다. 아조스는 다른 고객을 위해 재고비용을 크게 절감한 조립부품용 토크 건 홀더(torque gun holders)를 프린트했다.RIZE ONE의 잉크마킹 기능은 추적 및 신뢰성을 향상시킨다. 부품번호, 지침 및 QR/바코드와 같은 기능이 부품에 인쇄될 수 있는 것으로 알려졌다. ▲ USA-PSMI-3Dprinter-RIZEONE▲ 라이즈(RIZE)의 3D프린터 RIZE ONE 홍보자료(출처 : 홈페이지)

일본 자동차 대기업 도요타자동차(トヨタ自動車)에 따르면 고가의 희토류 '네오딤' 사용량을 50% 줄일 수 있는 신형 자석을 개발했다.자동차에 탑재되는 모터에 사용되며 향후 10년 내 구동용 모터의 실용화를 통해 전기자동차(EV) 등에 장착할 계획이다.네오딤은 EV와 하이브리드 자동차(HV)의 자동차용 모터 등에 사용되는 자석의 주요 성분이다. 가격이 저렴하고 풍부한 란타넘(lanthanum)을 사용해 원료의 배합조정을 통해 자력과 내열성 저하를 억제하도록 개발했다.도요타자동차는 2030년 전체 판매량의 약 50%인 550만대 이상을 전기자동차로 대체한다는 계획에 맞춰 전기자동차용 모터개발을 추진하고 있다.▲ Japan_Toyota motors_Logo▲도요타자동차(トヨタ自動車) 로고

일본 전자기기업체인 스미토모전기공업(住友電気工業)은 2016년 10월 하이브리드카 및 발전기 등에 사용하는 네오듐자석의 신제조법을 개발했다고 발표했다.목적에 맞는 형태를 자유자재로 만들 수 있고 기본보다 100도 높은 섭씨 200도에도 형태가 변하지 않는다. 기존제조법보다 가격도 낮기 때문에 가격경쟁력을 토대로 자석사업의 수익을 확대할 계획이다.고온에서 사용하는 자동차부품 등으로 2020년까지 실용화하는 것이 목표이다. 네오듐자석은 자동차의 모터, 엔진 점화장치, 센서, 가전, 풍력발전 등 폭넓게 이용되고 있다.

일본 자동차제조업체인 혼다(ホンダ)는 2016년 다이도특수강과 하이브리드카(HV)의 모터용으로 쓰이는 중희토류를 사용하지 않는 자석을 공동 개발했다고 발표했다.올해 발매하는 신형 미니밴인 '프리드'에 탑재할 계획으로 구동모터에 채용하는 것은 세계 최초이다. 자석을 사용하는 에코카가 증가하는 가운데 중국에 편재해 있는 디스프로슘 등의 중희토류를 사용하지 않는 자석의 채용을 확대하고 조달리스크를 줄일 계획이다.HV 등을 구동하는 고출력 모터는 강력한 자석을 사용한다. 현재는 65% 정도의 철에 네오디뮴 등의 경희토류와 디스프로슘 등의 중희토류를 섞은 '네오디뮴자석'이 주력으로 사용되고 있다.이 자석은 고온에 약하기 때문에 내열성의 보충으로 디스프로듐을 첨가해서 성능을 유지한다. 하지만 중희토류는 대부분 중국에 의존하고 가격상승의 리스크가 커서 이를 필요로 하지 않는 자석의 개발을 진행해 왔다.이번 다이도특수강은 섭씨1천도 정도에서 자석을 태워서 굳히는 일반적인 공법이 아닌 기존의 1/10의 미세한 결정을 제어해 내열성을 높이는 기술을 개발했다. HV에 사용되는 높은 자력과 모양을 실현한 것이다.혼다는 추가로 자석의 내열성을 높인 로터형상을 설계해서 기존의 자석과 동급의 성능을 달성했다고 설명했다.소형 미니벤에 탑재하는 HV용 모터에 사용되는 네오디뮴자석은 약 900그램으로 기존에는 전체의 7~8%를 차지했던 중희토류가 전혀 들어가지 않는다. 따라서 가격도 10% 정도 내려갈 것으로 전망된다.혼다는 우선 신형프리드에 채용하고 같은 크기의 신형차에 대한 탑재도 확대한다. 보다 큰 차종에 대한 탑재는 내열성이 더 높아야 한다는 과제가 있기 때문에 채용은 미정이며 연구개발을 진행한다.희토류는 2011년 중국정부의 수출규제에 의해 가격이 급등한 이후, 네오디뮴 등의 경희토류는 오스트레일리아와 북미로부터 공급이 증가해 가격은 대폭 낮아졌다.디스프로슘 등 중희토류도 최근에는 급등전의 수준까지 내려갔지만 중국에 편재한 상황은 변하지 않기 때문에 자동차업체 및 소재업체는 사용량을 줄이는 기술개발을 이어왔다.▲ 1▲혼다 미니밴 프리드(출처 : 혼다)