2030년에 꽃피는 10대 재료

차세대 파워 소자에서 인공거미 실까지

지금부터 13년 후인 2030년. 자동차를 구성하는 재료는 크게 변해 있을 것이다. 지금 2020년대 실용화를 목표로 개발하고 있는 차세대 재료, 거기서 한 세대 더 미래의 재료가 사용되기 때문이다. “에너지효율향상”, “자원절약”, 그리고 “경량화”에 공헌할 주목할 만한 10대 재료를 소개한다.

Part 1. 파워트레인, 바디가 변한다
효율성 향상, 자원절약, 경량화 실현

2030년의 자동차는 전동화나 자율주행으로 크게 바뀐다. 그러나 변혁은 그뿐만이 아니다. 2020년대에 실용화되는 재료의 한 세대 더 미래의 재료가 등장할 것이다. 배터리, 모터, 인버터와 같은 파워트레인, 외장∙내장의 바디, 그리고 희소자원을 대체할 새로운 재료의 싹이 움트고 있다.

새로운 재료가 차량에 채용되기 위해서는, 민간용 전자기기 이상으로 어려움이 기다리고 있다. 그 첫째 이유가 사용량이 많기 때문이다. 1분이 채 되지 않는 굉장히 빠른 시간에 대량생산하는 자동차에 있어, 소량밖에 공급할 수 없는 재료는 원래 채용의 대상이 되지도 못한다. 또한 저비용에 대한 요구도 크다.

보호주의 극복 글로벌 스탠다드의 가능성

세계적인 스포츠용품 대기업인 독일의 아디다스(Adidas)가 이번 여름 모국에서 새로운 생산 공장을 가동시킬 예정이다. 최신의 디지털 기술을 구사하여, 이전보다 압도적으로 빠른 납기의 생산 체제를 구축, 세계 선두인 미국 나이키의 뒤를 바짝 쫓을 전망이다. 그 거점의 전략은, 최근 부각되고 있는 보호주의를 극복하는 글로벌 기업의 스탠다드가 될 가능성이 크다.

독일 남부의 도시, 뮌헨에서 북쪽으로 200km. 평야에 쌓인 눈을 지나, 자동차로 2시간 정도를 달리면, 인구 약 4만명의 작은 도시. 2년전, 세계적인 스포츠용품 대기업인 독일의 아디다스가 어느 사업전략을 발표한 것이 계기가 되어, 순식간에 세계의 이목이 집중되는 장소가 되었다. 「첨단기술을 구사하는 혁신적인 생산 공장을 이곳에 건설한다」라고 발표한 것이다. 아디다스의 본사는 안스바하에서 북동쪽으로 50km 떨어진 곳에 있다.

공장 명칭은「스피드 팩토리」. 디지털기술을 전면적으로 사용하여, 제품의 기획에서 생산까지의 프로세스를 단축시켰다. 기존보다 극적으로 빠른 납기로 상품을 제공한다. 

게임만이 아니다, AR(증강현실)∙MR(복합현실) 포함

2016년 게임분야에서 360도의 고화질 영상으로 생동감을 즐길 수 있는 VR(가상현실)이 주목을 받았다. 디스플레이의 개선이나 3차원 CG처리 성능 향상을 배경으로, 손쉽게 사용할 수 있는 VR단말 신제품이 속속 등장하였기 때문이다. 이에 따라 게임만이 아니라, 비즈니스의 현장에서 적극적으로 활용해 가고자 하는 기운이 높아지고 있다. AR(증강현실), MR(복합현실)과 같은 관련기술을 포함한 기업의 실천 사례와 IT벤처가 제안하는 활용 방법을 함께 살펴 본다.

Part 1. 사례① OBAYASHI
빈터에 맨션 가상건설, 고객에게 공개하여 재작업 방지

「건물의 외관이나 내부의 모습을 고객이 3차원 모델 세계에 “몰입”함으로써, 완성 전에 실물크기로 확인할 수 있다. 이것이 최대 이점이다」. 종합건설회사인 OBAYASHI의 이치이(一居) 설계본부 설계솔루션 부부장은 말한다. 2012년, 현실의 영상과 CG를 융합시킨 영상을 Head Mounted Display(HMD)로 보는, Canon의 MR(복합현실) 시스템인「MREAL」을 도입. 활용을 진행한다.

초고속ㆍ대용량ㆍ리얼 타임 실현

-- 주행 중 전송, 무인차량 운용 등, 자동차 간 통신에도 기대 --
제 5세대 이동 통신「5G」개발이 급속도로 추진되고 있다. 스마트폰 등의 휴대 단말기와 함께 자동차 분야로의 사용을 눈 앞에 두고, 기업의 움직임이 활발해지고 있다. 5G는 현재의「LTE」에 비해 고속의 대용량 데이터 전송이 가능, 지연 시간이 1밀리초(0.001초)로 짧은 것이 특징이다. 일본에서는 2020년에 실용화가 이루어질 전망이다. 각 사의 진척 상황을 취재했다.

-- 실증 시험이 활발히 진행 --
「핵심 기술의 검증은 끝났다」---. 5G 개발에 주력하던 NTT도코모는, 2016년 11월에 진행 상황을 발표했다. NTT도코모의 5G추진실 실장인 나카무라(中村)씨는 기술 검증이 순조롭게 진행되고 있다고 자신 있게 말했다.

일본에서의 5G 도입은 우선 2020년 스마트폰 등의 휴대 단말기부터 시작될 예정이다. 같은 해에 개최되는「동경 올림픽」을 계기로 실용화를 목표로 두고 있다. 이후 수년 뒤에는 자동차에서의 채택이 시작될 것이다.

국민의 건강관리 및 질병예방을 위해
Yoshimi Benno (理化學硏究所)

인간의 장내상재균과 연령과 성별, 생활습관과의 관계가 해명되었다. 또한, 장내상재균의 장내ㆍ장내 대사물에 미치는 영향에 대하여 포괄적인 해석이 이루어져, 장내 상재균이 숙주의 건강에 미치는 영향이 밝혀지기 시작했다. 21세기는 장내상재균의 구조와 기능이 전면적으로 해명되어, 그것을 건강진단에 응용할 수 있는 시대가 될 것이다.

우리의 장에는 무게가 1.5킬로에 달하는 세균이 살고 있다. 이 장내상재균에는 인체에 유익한 것(선옥균; 善玉菌)과 유해한 것(악옥균; 惡玉菌) 외에, 장내의 환경에 따라, 어느 쪽이든 바뀔 수 있는 일화견균(日和見菌)도 있다. 선옥균과 악옥균은 항상 똑같은 역할을 하는 것이 아니라, 조건에 따라서 변한다. 또한, 사람의 장내상재균의 구성은, 연령이나 생활습관 등의 차이에 따라, 개인마다 상당한 차이가 있다. 장내상재균은 음식의 소화ㆍ흡수뿐만 아니라, 면역계 및 신경계의 활동과도 밀접한 관계가 있기 때문에, 이와 같은 개인 차이에 관한 유용한 정보를 얻을 수만 있다면, 건강을 유지하는데 중요한 단서가 될 수 있다.

IT시장의 성숙, 구조변화의 앞을 철저 분석

IT버블의 붕괴로부터 브로드밴드∙휴대전화 붐을 지나, IT시장전체의 급속한 성장과 함께 시장, 기업, 고객의 동향을 평가하여 왔다. IT분야의 몇가지 분야에서는 서비스나 기술의 세대교체에 의한 성숙이 눈에 들어오기 시작하였고, 사회적 역할의 재정의와 국제경쟁의 진전을 노려, IT시장은 AI (인공지능)과 IoT(사물인터넷) 등의 새로운 영역의 개척이 요구되는 움직임이 강해지고 있다.

본서에서는, 일본의 IT시장을 중심으로, 몇 개의 시장 별로 나누어 분석하여, 「디바이스」「네트워크」「플랫폼」「콘텐츠」 등을 종래의 시장영역의 발전과 통합, 경계의 애매함을 감안하여 2016년 이후를 넘어선 구조변화를 예상하고 있다.

내역을 보면, 시장성장의 중심은 통신을 시작으로 한 기본적인 서비스로부터 콘텐츠와 애플리케이션 등의 상위 계층과 스마트 디바이스로 대표되는 신세대 하드웨어에의 급속한 시프트가 지금까지보다 빨리 이루어지고 있는 것이 

요지
IoT(사물인터넷)시대의 제품 개발에서는,  기기의 고기능∙고성능화에 더해, 시스템의 네트워크화에 따른 소프트웨어 개발양의 증대, 보안에 대한 대응 등 개발과제가 증대하고 있다. 또한, 제품의 글로벌 전개에 따른 사용환경, 품질설계의 다양화, 국가별 에너지 절약 규제와 재활용법에 대응한 개량형 파생 기종의 증대, 현지설치∙보수, 국제물류의 대응 등, 설계자가 고려해야 할 제품의 기능 사양과 개발항목 수, 검증 공수는 계속 증가하고 있다. 미쯔비시전기에서는, 고성능∙대규모 시스템화되는 제품 개발 프로세스와 글로벌화하는 개발환경의 변화에 대응하고, 한층 더 높은 수준의 성장을 실현하기 위해, IT의 침투에 따른 설계 생산성 향상을 핵심으로 한 제품과 프로세스의 개선활동에 노력을 기울이고 있다.

특히, 제품개발 프로세스 중에서 최상류에 위치하는 “설계”에서는, 제품 모델을 활용하고, 시스템 레벨과 부품 레벨 등의 각 계층에서의 모델시뮬레이션을 거듭하여, 좋은 기본설계사양을 단계적으로 세분화하고 정확하게