새로운 재료 개발로 승리한다

앞으로의 경쟁, 신소재 없이 이겨낼 수 있을까?

세계는 지금, 유례없는 신 재료 개발의 붐이 일고 있다. 매력적인 신 재료가 잇따라 새롭게 등장하고 있는 상황이다. 설계에 활용하게 되면 기능 및 생산성, 환경 성능, 그리고 고객의 가치가 한층 더 높아져, 제품 경쟁력이 비약적으로 향상된다. 세계에서는 경합에서 선두를 차지하기 위해 리스크를 감수하며 신 재료를 채택하는 기업도 등장하고 있다. 실제 사용되기 시작한 신 재료로서 기대를 모으고 있는 탄소섬유강화수지(CFRP)와 신 기능 수지, 셀룰로오스 화이버, 마그네슘 합금에 초점을 맞춰 제조에 사용하기 위해 필요한 기초지식부터 최신 응용 사례 까지를 소개한다.

▶ 신 기능 수지
다양한 개발이 진행되고 있는 재료 중 하나. 금속 치환에 의한 경량화는 물론, 도장 리스화 및 탈 화석연료화, 전기 특성의 향상 등, 다양한 기능을 강화. 사용의 편리성을 더욱 향상시켰다.
▶ 셀룰로오스 화이버
신 재료 중에서도 가장 주목을 받고 있는 ‘그린 재료’. 식물의 주성분인 셀룰로오스를 주원료로 하고 있기 때문에 지속가능성(Sustainability)이 뛰어나다. 다양한 특성도 갖추고 있어 ‘꿈의 신소재’로 불리기도 한다.
▶ CFRP
이상적인 경량화 신 재료의 대표주자. 공업제품에서 현재 주류인 철강에 비해, 비중은 4분의 1로 가볍고 항장력은 1.3~4배 이상 높다. ‘첨단적’인 인상을 고객에게 제공하는 효과도 갖추고 있다.
▶ Mg합금
수요가 급증하고 있는 금속재료. 최대의 매력은 실용 금속 중에서 초경량이라는 사실이다. 생체에 무해하게 흡수되는 특성도 있다. 가공성 및 내열성의 과제를 해소시키는 기술 개발도 진행되고 있다.

육∙해∙공의 전 방위에서 올림픽을 지킨다

2020년, 도쿄올림픽, 패럴림픽을 테러리스트가 노린다---. 세계 각지에서 물리적인 파괴 행위 등이 빈발하고 있는 가운데, 다양한 위협을 상정하여 정부는 대책 마련에 나서고 있다. 안심∙안전을 지키는데 중요한 역할을 하는 것은 인공지능(AI), 로봇과 같은 최신 IT이다. 제3자에 의한 파괴 행위 및 침입 행위의 위협은 더 이상 남의 얘기가 아니다. 

중요 데이터를 다수 보유하고 있는 일반 기업 및 데이터 센터를 가진 IT기업, 환자의 목숨을 책임지는 병원, 사회 인프라를 운영하는 자치단체. 모든 기업 및 단체에 대해 ‘방어’의 필요성이 높아지고 있다.

2년 후의 2020년 여름, 도쿄올림픽∙패럴림픽이 개최된다. 전세계에서 30억명 이상이 시청하며 500만명 이상이 방문할 것으로 예측되고 있는 이 이벤트는 테러리스트 등 나쁜 일을 계획하고 있는 자에게 있어 절호의 표적이 될 수 있다.

테러로부터 안심∙안전을 지키는데 강력한 힘을 보태주고 있는 것이 화상해석 및 인공지능(AI), 로봇, 드론(소형 무인기)과 같은 최신 IT이다. 땅 위에서뿐만 아니라 하늘이나 바다에서의 대응책도 담당한다. 그야말로 ‘육해공’의 전 방위에서 사각지대를 없애, 이상 사태를 재빨리 감지해 신속한 대응으로 연결한다.

‘블루 카본’, 해초∙해조류에 주목

하천뿐 아니라 항만에서도 ‘환경 보전’을 중시하는 움직임이 현저해졌다. 정부는 이산화탄소(CO₂) 흡수 효과를 전망할 수 있는 해초∙해조에 주목. 삼림에 이어 제2의 CO₂ 흡수 물질로서 ‘블루 카본’에 대한 기대가 높아지고 있다. 준설토나 건설현장 발생토를 활용한 조장(藻場, Seaweed Beds) 조성 등으로 바닷속 시장이 활성화되기 시작하였다.

올 4월에 항만 시설의 계획, 설계, 시공, 유지관리에 사용하는 ‘항만 시설의 기술 상의 기준’이 11년만에 대폭 개정되었다. 설계 간소화나 방재∙감재 대책의 강화 등을 담고 있다. 중에서도 환경 전문가가 큰 포인트로 제시하는 것이 ‘항만의 유지 가능한 발전을 위해 자연환경을 수복하고 항만의 기능에 대해서는 환경을 배려한다”라는 개념을 고려하였다는 점이다.

구체적으로는 생물공생형 방파제∙방호제 등을 정비할 때 시설 본래의 기능을 훼손하지 않고 항만 환경을 보전할 수 있는 성능을 정하였다. ‘환경 정비와 보전’을 제창한 1997년의 하천 개정법만큼의 임팩트는 없지만 항만의 기술 기준을 정하는 국토교통성령이나 고지에 ‘환경의 보전을 도모할 것’이 추가된 점에서 큰 전진이라고 볼 수 있다.

-- 끈적끈적한 구조 위에 조장 조성 --
기술 기준의 개정에 앞서는 형태로 환경을 배려한 방파제 정비에 착수하고 있는 곳이 국토교통성 시코쿠지방 정비국이다. 고치현 스사키시의 스사키항만구(灣口)방파제에서 15년부터 조장 조성의 실증시험을 실시하고 있다. 이식한 감태의 착생이나 생육, 미역 등의 생육 상황을 확인하고 있다.

'디지털 중국'의 상징, 자율주행 중심 지구로 개발

작년, 중국 정부의 새로운 경제특구를 건설한다는 발표로 주목을 받았던 ‘슝안신구(雄安新區)’의 도시 계획에는 현재 300개가 넘는 제안들이 있다고 한다. 슝안을 ‘제 2의 선전(沈圳)’이라고 부르는 사람들도 있다. 등소평이 1980년대에 선전을 개혁 개방의 상징으로 내세운 것처럼 시진핑 국가주석은 슝안을 ‘디지털 중국’의 상징으로 할 가능성이 있기 때문이다.

예전 어촌이었던 선전은 지금은 제조와 SNS, 드론의 세계적인 도시가 되었다. 그렇다면 현재 농촌 지역인 슝안의 미래는 어떨까? 단언하긴 어렵지만 새로운 자동차 산업, 지금 식으로 말하면 ‘모빌리티 산업’의 도시가 될 것이라는 견해가 많다.

그 힌트는 시진핑 주석이 지향하는 4개의 ‘인공지능(AI) 특구’ 구상이다. 남쪽부터 선전을 헬스케어(의료 영상), 항저우(杭州)를 스마트시티, 허페이(合肥)(안휘(安徽) 성)를 음성인식, 베이징 일대(슝안을 포함)를 자율주행의 중심 지구로 정했다.

중국 정부는 의료 영상은 텐센트, 스마트시티는 알리바바그룹, 음성인식은 iFLYTEK(科大訊飛), 자율주행은 바이두(百度)로 대기업들을 각 분야의 중심 기업으로 선정. 이것을 총칭해 중국의 ‘4대 플랫포머’라고 부른다. 그 중에서도 자율주행은 시진핑 주석 구상의 핵심 분야로, 교통체증과 대기오염, 대도시와 그 주변의 경제 격차 등을 일체적으로 해결하는 것이 슝안 개발의 목적이다.

기업의 디지털 변혁을 지원하는 초 고신뢰 모바일

앞으로 더욱 진화할 모바일 통신은 다음은 어디에서 혁명을 일으킬 것인가? 가장 유력한 후보는 엔터테인먼트다. 제조, 운수, 에너지, 건설, 의료 등 컨슈머와는 비교도 안될 정도의 고품질이 요구되는 엔터프라이즈의 세계.

그 디지털화를 지원하는 2개의 테크놀로지가 등장하기 때문이다. 하나는 Carrier Grade의 자영 무선망을 실현할 수 있는 ‘프라이빗 LTE’. 다른 하나는 5G, 중에서도 고신뢰∙저지연 통신을 가능하게 하는 ‘URLLC’다. 엔터프라이즈의 세계에 혁명을 초래하는 프라이빗 LTE와 5G URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communications)의 전모를 철저하게 해설한다.

미션 크리티컬한 영역에서 모바일 네트워크를 활용하고 싶다. 이에 응답하는 것이 ‘5G URLLC’다. LTE나 Wi-Fi 등 기존의 무선통신과는 일선을 긋는 성능과 품질을 통해 무엇이 가능해질까? 미션 크리티컬한 용도에 사용할 수 있는 모바일 네트워크. 그 ‘궁극의 모습’이 5G의 요건 중에 하나인 ‘URLLC’로 초 고신뢰∙저지연의 무선통신을 실현하는 것이다.

5G에는 이 URLLC와 함께 초고속대용량의 ‘eMBB(enhanced Mobile Broadband)’, 대량단말접속의 ‘mMTC(massive Machine Type Communication)’의 3개의 요건이 있다. 표준화는 eMBB가 앞서고 있으며 상용화도 우선은 고속대용량 서비스부터 시작된다.

사장이 모르는 IT의 진상

애플, 구글, 아마존, 페이스북. 세계에서 가장 성장하고 있는 기업은, 어디든 클라우드 서비스나 모바일 컴퓨팅과 관련한 비즈니스를 전개해온 기업들이다. 이들 거대한 네트워크 기업은 IBM과  HP와 같은 IT업계의 거인을 업계 리더의 자리에서 끌어내리고, 금융과 유통, 서비스 업계를 둘러싼 산업계 전체의 태풍의 눈이 되어 있다.

최근 10년 정도에서 출현한 클라우드 서비스와 모바일 컴퓨팅이 새로운 글로벌 경제의 인프라로 정착하고, 기존산업의 비즈니스 모델을 점점 변화시켜 나가고 있는 것이다. 클라우드 서비스와 모바일 컴퓨팅은 다양한 산업계에 디지털화의 트렌드를 가져왔다. 비디오 배신의 넷플릭스는 ‘비디오를 인터넷에서 본다’는 문화를 미국사회에 정착시키고, 렌탈비디오로 전미 최대 업체였던 블록버스터를 도산시키고, 지금은 지상파 TV와 케이블 TV를 포함한 업계 재편의 중심에 서 있다.   

또한 택시 배차를 네트워크상에서 시작한 우버테크놀로지는 클라우드와 모바일을 잘 활용하여 이용을 증대시키고, 샌프란시스코의 최대 택시 회사인 옐로우캡이 도산하도록 만들었다. 업계의 리더가 디지털화에 의해 붕괴되는 모습은 디지털 혁명이라고 부를 수 있는 트렌드가 되었다.

1. 권두언
2. 사업 토픽
3. 기기
    - FA 컨트롤러∙서보드라이브
    - 인버터 드라이브
    - 회전기기
    - 정보, 그 외 기기
4. 로봇∙관련기기
5. 산업기기∙플랜트 전기품
   - 철강 시스템
   - 사회 시스템
   - 일반기기
6. 연구 개발
7. 기술 논문
  - 세계 최초! GaN 파워반도체를 탑재한 앰프(증폭기) 내장 서보모터의 개발
  - 간이 셋업으로 각종 모터에 대응하는 EZ 벡터 제어의 개발
  - 바이오 메디컬 로봇 시스템의 티칭 작업 부하를 저감