머티리얼즈 인포매틱스 (MI)

제조업 DX(디지털 전환)의 핵심

일본의 화학 메이커들이 머티리얼즈 인포매틱스(Materials Informatics, MI)의 도입을 가속화하고 있다. MI는 인공지능(AI) 등을 응용하여 재료 개발의 효율을 높이기 위한 대응이다. AI가 재료 후보의 기능 등을 예측 가능하다면, 신규 재료의 탐색을 큰 폭으로 고속화 할 수 있다. MI는 연구개발의 DX(디지털 트랜스포메이션, 디지털 전환)이다.

그러나 일본 메이커들의 MI에는 공통적인 과제가 있다. 뛰어난 기계학습 모델의 개발에 불가결한 실험데이터가 부족한 것이다. MI에 도전하는 일본메이커의 실상과 MI의 미래상을 알아본다.

일본의 대형 화학 제조사 및 재료 업체들이 DX의 핵심으로서 전 그룹 차원에서 머티리얼즈 인포매틱스(Materials Informatics, MI)를 추진하기 시작하고 있다.

구체적으로는 아사히카세이(旭化成), 스미토모화학(住友化学), 일본제온, 미쓰이화학(三井化学), 미쓰비시(三菱)케미칼홀딩스, AGC 등이 MI를 추진하는 부문을 설립하고, MI 인재 육성 등에 나서고 있다.

MI는 기계학습 등을 활용해 재료 개발의 효율성을 높이는 연구 활동이다. 과거의 실험 데이터를 바탕으로 훈련된 기계학습 모델을 사용하여 재료 후보의 구조나 생성 프로세스 등을 통해 재료의 기능 및 특성을 예측하거나, 

인공위성을 경유한 통신기술

위성 인터넷은 인공위성을 매개로 하는 통신기술이다. 낙도나 산악지역 등 고정 회선을 부설하기 어려운 장소에서도 인터넷에 접속할 수 있도록 한다. 인터넷과 단말을 연결하려면 통신 회선이 필요하다. 사무실이나 가정에서는 유선의 고정 회선을 연결하는 것이 일반적이었다. 그러다가 스마트폰 등의 휴대 단말에 의해 모바일 통신이 가능하게 되었다.

모바일 통신에서는 단말과 기지국이 전파를 송수신하며 통신 회선을 확립한다. 기지국에는 고정 회선이 연결되어 있고, 이것으로 인터넷에 접속한다.

따라서 기지국은 고정 회선을 끌 수 있는 장소에 만들어진다. 고정 회선을 끌 수 없는 장소는 기지국에서 떨어져 있기 때문에 전파가 도달하기 어렵다. 이러한 장소에서는 통신이 불가능하거나 불안정해진다.

위성 인터넷에서는 전용 단말을 사용해 인공위성과 전파를 송수신한다. 위성은 이론상 지구 전역을 망라할 수 있기 때문에 세계 어디서나 인터넷에 접속할 수 있게 된다.

광고 사업으로 구글을 맹추격

미국 아마존닷컴(이하 아마존)이 테크놀로지를 활용한 차세대 점포 확대에 주력하고 있다. ‘계산대 없는’ 기술을 도입한 점포는 50개가 넘는다. 인공지능(AI)을 활용한 아마존 최초의 의류 점포를 2022년 5월에 오픈했다. 

새로운 구매 체험을 고객에게 제공하면서 지금까지 전자상거래(EC)에서는 얻기 어려웠던 현실 공간에서의 고객의 구매 행태를 데이터화한다. 그리고 아마존의 성장하고 있는 광고 사업에서 이 데이터를 활용해 더 큰 확대를 노린다.

아마존이 계산대가 없는 기술 'Just Walk Out'을 채용한 편의점 형태의 소형 점포 'Amazon Go'를 오픈한 것은 2018년 1월이다. 아마존은 Amazon Go를 미국의 주요 도시로 확대하면서, 신선식품을 폭넓게 취급하는 슈퍼마켓 타입의 대형 점포 ‘Amazon Fresh’를 2020년에 개점.

2021년부터 일부 점포에서 Just Walk Out 기술을 도입하기 시작했다. 그 Amazon Fresh의 일부 점포에서 새롭게 도입을 추진하고 있는 것이 스마트 카트 ‘Amazon Dash Cart’(이하, Dash Cart)이다. 카트에 달린 단말기로 개인인증을 마친 뒤, 카트에 물건을 담은 채 매장 밖으로 나가면 그대로 결제가 가능하다.

가시마 현장에서 유효성 확인

가시마는 건설 현장에서 타설되지 않고 레미콘 공장으로 반송되는 ‘남은 콘크리트’나 ‘반송 콘크리트’를 제로로 하면서, 동시에 CO2도 삭감하는 새로운 방법을 확립했다. 지바현 이치카와시의 현장에서 실증 실험을 실시하며 일련의 흐름의 유효성을 확인했다.

새로운 방법은 기존의 탁수 처리 장치에, 살수 장치가 부착된 진동식 체와 교반기를 장착한 수조를 추가한 단순한 구성이다. 현장에서 래미콘을 처리해, CO2를 고정시킨 처리토와 건설 자재에 재사용할 수 있는 조골재, 방류 기준치 내의 처리수로 각각 분리한다.

개발 책임자인 가시마 토목관리본부의 사카타(坂田) 부장은 “대규모 현장에서 일반적으로 설치하는 탁수 처리 장치를 거의 그대로 활용한 점이 포인트이다”고 말한다.

새로운 방법을 살펴보자. 래미콘에서 모르타르를 분리시켜 슬러리 상태로 만들어야 한다. 우선, 레미콘차의 레미콘을 살수 장치가 있는 진동식 체에 투입한다. 체로 레미콘을 고액 분리시켜, 하부 수조에 떨어진 모르타르를 섞는다.

온라인 인증 모델 규격의 하나, 공개키 암호방식 기반

FIDO는 패스워드가 필요 없는 온라인 인증 모델의 규격 중 하나로서 공개키 암호 방식을 기반으로 하며, 사용자와 서버 간에 패스워드와 같은 비밀 정보를 공유하지 않는 것이 강점이다.

공개키 암호 방식은 공개키와 비밀키라는 2종류의 키를 세트로 이용한다. 2개의 키는 쌍을 이루고 있으며, 한쪽 키로 암호화한 데이터는 다른 쪽 키로만 복호화할 수 있다.

FIDO에서는 사용을 시작할 때, PC나 스마트폰 등의 사용자 디바이스(인증기)에서 공개키와 비밀키를 쌍으로 생성. 공개키만을 인증 서버에 보내고, 비밀키는 디바이스 내에서 보관한다.

인증 시에는 먼저, 인증 서버가 인증기에 '챌린지 코드'라고 불리는 랜덤 데이터를 보낸다. 챌린지 코드를 받은 인증기는 PC나 스마트폰 이용자가 정당한 사용자임을 생체인증 등으로 확인한다. 인증기는 본인인증 후 챌린지 코드에 개인키로 서명하고 인증 서버에 반송한다. 인증 서버는 서명을 공개키로 검증하여 접속을 허가한다.

월드 로봇 서밋(WRS2020) ~그 기획과 실시~

1. 머리말
과학기술 이노베이션(과학기술을 통해 사회를 변혁하는 것)이 요구되고, 과학기술의 사회 구현(연구개발과 사업산업화)이 정부 차원에서 추진되고 있다. 최근의 챌린지나 콘테스트(‘공통의 목적’과, 그 목적을 위해 많은 사람들이 절차탁마하는 ‘공통의 무대’를 만들어 ‘대중 앞에서 경쟁하고 승자를 표창’하는 것)가 그 추진에 유효하다는 것도 인식되기 시작했다.

일본 정부도 2015년 발행한 ‘로봇 신전략’에서, 로봇의 사회 구현을 추진하는 하나의 방법으로서 다양한 로봇을 대상으로 한 경기대회나 실증실험, 데모를 포함한 이벤트를 제창하고, World Robot Summit(WRS)으로 결실을 맺었다. WRS는 로봇의 사회 구현을 염두에 둔 로봇 콘테스트(WRC: World Robot Challenge)와 전시회(WRE: World Robot Exposition)를 통합한 이벤트이다.

WRS의 전시회(WRE)에서는 로봇이 지향해야 할 모습과 그 실현을 위한 로드맵이 제시되었고, 동시에 대중에게 어필하는 전시나 강연이 공개된다. WRS의 콘테스트(WRC)에서는, 4개의 분야(카테고리)에서의 로봇 로드맵에 따른 경기를 통해 전세계의 도전자가 보다 높은 로봇 퍼포먼스를 경쟁하고, 뛰어난 실용 기술과 그것을 가능하게 한 실천 기술자가 표창을 받는다.
 

가시화 되는 가까운 미래의 신시장

‘공간 x 헬스케어’란 무엇인가? 그 것은 확실하게 도래할 인생 100세 시대를, 모든 사람들이 건강하고 행복하게 살고자 하는 목적을 위한 비전이다. 우리들은 ‘건강하고 행복한 인생 100년 시대’를 2030년에 실현하고 싶다/실현 가능하다고 생각하고 본서의 타이틀을 정했다.

2025년에 일본은 5명 중에 1명이 후기 고령자(75세 이상)로, 세계에서 경험한 적이 없는 초고령사회에 돌입한다. 그리고 2025년의 의료비와 개호급부금이 63조엔으로 예측되고, 2040년이 되면 90조엔으로 팽창한다고 한다.

한편 2018년의 세수는 버블기를 초과하여 과거 최대인 60조엔을 초과하는 수준이다. 그러나 세수가 90조엔 까지 늘어난다는 것은 있을 수 없다. 의료비와 개호급부금이 세수를 초과한다는 것은 틀림없는 미래이다. 이대로라면 일본 국민이 충분한 의료와 개호 서비스를 받을 수 없게 되는 가까운 미래에 대해 상상한다는 것은 어렵지 않다.

우리들은 우리들은 과거에 의료와 개호 서비스에 의존하지 않고 일상생활에 제한이 없는 기간=건강수명을 연장해 나가지 않으면 안된다.