우주 비즈니스 참여, 소니 등의 승산

신 우주시대를 비행하는 민생 기술

소니 및 캐논전자 등 대형 전자기기 제조업체가 잇따라 우주 비즈니스로의 참여를 표명했다. 향후 수 년 안에 기존의 인공위성보다 월등히 저렴한 소형위성이 한 프로젝트에서 수 천기에 달하는 규모로 지구 주위를 순회하게 될 것으로 예상되기 때문이다. 이에 따라 높은 신뢰도와 저렴한 가격의 위성 개발 및 발사 기술이 요구되고 있다. 대형 전자기기 제조업체는 민생기술을 앞세워 새로운 사업 기회를 노리고 있다.

소니는 2018년 2월, 우주 사업으로의 참여를 표명했다. 당사가 원하는 것은 현행의 광파이버 망보다 실시간성이 높은 차세대 인터넷 인프라이다. 데이터의 가치가 점점 높아지는 데이터 이코노미 시대에서 기존의 광파이버 통신 시스템을 진부화시키는 잠재력이 내재되어 있다. ‘Blu-ray’ 등의 광 디스크 기술을 발판으로 라이벌 기업이 따라 올 수 없는 위성 통신 시스템의 핵심 기술을 손에 넣을 목적이다.

-- 광속의 한계를 끄집어내어 실시간망으로 --
“광파이버 통신은 확실히 빠르지만, 진공 중의 광통신보다는 느리다. 광속은 굴절률로 규정(반비례)되기 때문이다. 우리는 광속이 물리의 상한이 되는 진공 중에서의 광통신 기술에 의해 궁극을 추구한다”. 이렇게 말하는 것은 당사의 우주용 광통신 시스템의 개발을 이끌고 있는 소니 컴퓨터 사이언스 연구소(소니CSL) SOL프로젝트 연구 리더의 이와모토 씨이다.

광파이버 속의 광속은 광을 전반시키는 코어부의 굴절률을 1.5(석영유리의 일반적인 값)로 한 경우에 20만 km/초가 된다. 한편, 진공의 우주는 30만 km/초이다. 따라서 우주 공간에서의 광통신은 위성을 경유해도 2지점 간의 지연이 광파이버 통신보다 저(低)지연이 가능한 경우가 있다. 

발흥하는 제2의 GAFA

소설 『1984년』의 절대적 지배자 ‘빅 브라더’가 현실 세계에 강림했다. 치안 당국은 감시 카메라와 스마트폰을 무기로 범죄자의 뒤를 바짝 쫓는다. 거리에서는 많은 ‘눈’이 통행인을 감시하며 오피스 안에도 피할 곳은 없다.

한편에선 계속 진보하는 감시 테크놀로지가 많은 벤처를 창출해 냄으로써 제2의 ‘GAFA(구글, 애플, 페이스북, 아마존)’가 탄생한다. 앞서가는 미국과 중국에게 일본은 어떻게 대항해 나갈 것인가? 일단은 궁극의 감시 사회를 들여다보도록 하겠다.

Part 1. 디스토피아로부터의 비명
위협하는 1,100만 위구르족

중국 서단의 신장 위구르 자치구는 첨단 감시 기술의 시험장을 방불케 했다. 얼굴 인식 및 GPS, 스마트폰 앱 등 기술의 진보가 디스토피아(암흑 세계)를 출현시켰다.

도쿄 도내의 기계 제조사에서 근무하는 사탈 사이무(가명) 씨는 중국의 신장 위구르 자치구 출신이다. 같은 고향 출신인 아내와 2명의 자식들과 함께 가나가와 현에서 살고 있다. 고향인 카슈가르에 남겨둔 양친은 고령의 나이에 접어 들었다. 가끔씩 스마트폰의 영상통화로 안부를 확인하고 있다.

도로 위의 코일에서 무선으로 급전/ EV의 약점 극복

도로를 주행 중인 전기자동차(EV)에 도로에서 무선으로 전력을 공급하는 무선급전기술 개발이 본격화되기 시작하였다. 정차된 상태에서의 충전만으로는 장거리 주행이라는 EV의 과제를 해결할 수 없기 때문이다. 주행하면서 충전을 할 수 있다면 자동차에 탑재하는 배터리를 소형화할 수 있어 자동차의 가격 하락으로도 이어진다. 11월부터는 실용화를 위한 국가 주도의 프로젝트가 가동되었다.

-- 도쿄대학에서 실험 --
도쿄대학 가시와캠퍼스. 도로에 설치한 코일 위로 소형 EV가 들어서면 자동차의 디스플레이에 ‘급전 중’이라는 문자가 나타났다. 주행 중인 EV에 도로에서 전기를 전송하는 무선급전 실험의 한 장면이다.

도로에는 2줄의 코일이 깔려 있다. 코일에 전류를 보내면 자기장 생겨, 타이어 내측에 장착된 코일에 전류가 흐르게 된다. 이 전류로 앞 바퀴에 내장된 모터를 움직여 주행한다. 전동칫솔 등 가전제품의 충전에 이용되고 있는 전자유도방식을 고효율화한 ‘자기공진방식’이라는 무선급전방식이다.

‘4쌍(8개)의 코일 위를 달리면 자동차에 실은 배터리의 전기를 사용하지 않고도 코일을 통한 충전만으로 100m 정도의 코스를 계속 주행할 수 있다”라고 도쿄대학의 후지모토 교수는 설명한다. 

모바일 캐리어 3사의 셀룰러 LPWA 서비스와 향후 행방

성(省)전력∙광역 커버를 특징으로 하는 IoT용 무선 ‘LPWA’의 제공이 일본에서 본격적으로 시작되어 크게 주목을 받은 지 1년 남짓. 한 때 성황이었던 ‘유행’은 다소 잠잠해졌으나, 다시 속도를 내려는 움직임을 보이고 있다.

Sigfox와 LoRaWAN은 착실하게 실적과 통신 적용범위(Areas coverage)를 확대. NTT도코모도 LTE-M 서비스를 개시해 국내 모바일 캐리어 3사가 모두 셀룰러 LPWA를 시작하게 되었다. 또한 신흥 LPWA 규격인 ‘ZETA’ 및 ‘ELTRES’도 적극적인 움직임을 보이고 있다. 다시 속도를 내고 있는 LPWA의 현재와 향후의 행방을 철저히 분석했다.

Part 1. LPWA의 개척자는 어떻게 경쟁해 왔는가?
Sigfox/LoRaWAN의 현주소

LPWA시장의 개척자로서 사용 케이스와 수요를 개발해 온 Sigfox와 LoRaWAN. 그 대표적인 존재로 LPWA의 전국 서비스를 하고 있는 KCCS와 센스웨이의 2사에게 현황과 전망에 대해 물었다.

잇따라 새로운 LPWA기술이 등장하는 가운데, 선구자로서 시장을 일으켜 세운 것이 Sigfox이다. 

생산기술, IoT, 모듈 라인의 3가지 측면을 중심으로

실적 호조를 이어가는 다이킨공업이 국내에서 25년만에 에어컨의 새로운 공장을 건설, 2018년 6월부터 업무용 에어컨의 양산을 시작했다. 국내 시장에서의 고성장을 더 이상 기대할 수 없게 된 지금, 당사가 일본에 공장을 신설한 이유는 앞으로도 일본은 첨단 기술을 창출하는 거점이기 때문이다.

그와 더불어, 최신 생산 기술과 IoT의 개발 및 활용을 통해 인재 창출에 나서고 있다. 첨단기술과 현장에서 격투하는 것만이 기술계 인재를 성장시킬 수 있다. 최신 공장의 전모를 생산기술과 IoT, 모듈라인의 3가지 측면에서 파헤쳐보도록 하겠다.

Part 1. 총론
왜 지금 일본에 새로운 공장을 지은 것일까?

지난 17년 동안, 매출액을 4배이상 늘려, 리먼 쇼크 이후인 2010년부터 8분기 연속의 증수∙증액을 이어 온 일본의 제조기업이 있다. 그 주인공은 바로 다이킨공업. 1924년에 창업해 90년이 넘는 역사를 가지고 있으며 현재(2017년도)의 매출액이 2조 2906억엔에 달하는 ‘노포(老鋪: 대대로 물려 내려오는 점포)’의 대기업이다. 창업한지 얼마 안 된 벤처기업이라면 모를까, 긴 역사와 거대한 매출을 자랑하는 기업 중에서 이렇게까지 성장세를 보이고 있는 기업은 흔치 않다.
여기서 주목해야 할 것은 다이킨공업의 성장의 원동력이다. 

‘달의 모래’ 로부터 150N/㎟의 압축 강도를 지닌 자재를 제조

오바야시구미(大林組)는 우주항공연구개발기구(JAXA)와 공동으로 달과 화성으로부터 입수한 토양만으로 건설 자재를 제조하는 기술을 개발했다. 마이크로파에 의한 가열 및 프레스 기계를 사용한 압축을 통해 물이나 혼합물을 사용하지 않고 다져서 성형한다. 앞으로 지구 이외의 천체에서 기지 및 도로를 건설할 경우에 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

지구에서 우주로 자재를 옮기기 위해서는 방대한 비용이 필요하다. 10㎏의 블록을 로켓에 실어 발사하기 위해서는 10억엔이 소요된다고 한다. 따라서 지구 외의 혹성 등에서 구조물을 만들기 위해서는 현지에서 입수할 수 있는 재료만으로 건설 자재를 제조할 필요가 있다.

달이나 화성의 토양은 어느 쪽도 지구상의 것과 성분 및 성질이 다르기 때문에 각각의 특성에 따라 제조 방법을 개발했다. 달 표면에서 입수한 것은 표면에 퇴적해 있는 입자가 고운 모래이다. 규소 및 철의 산화물을 많이 함유하고 있어 용암이 굳은 현무암과 비슷한 조성(組成)을 가지고 있다.

개발에 사용한 시료에는 아메리카 항공우주국(NASA)이 아폴로 계획에서 달로부터 가져 온 흙을 참고하여 조성 및 입도를 조정한 모의 모래(시뮬런트)를 사용. JAXA가 제조해 제공했다.

이케다 히로아키/ 전자특성기술위원회 위원장

1865년 제임스 클라크 맥스웰에 의해 지금까지 각각 별개로 존재하고 있던 전계(電界)와 자계(磁界)의 이론이 통일되면서 1884년에는 올리버 헤비사이드에 의해 당시 20개의 식으로 구성되어 있던 맥스웰의 방정식이 4개의 벡터 형식의 식으로 정리됨에 따라 지금의 맥스웰 방정식이 완성되었다.

이 맥스웰 방정식으로부터 예견되었던 전자파의 존재는 그 이후 1887년 하인리히 헤르츠(Heinrich R. Hertz)의 실험에 의해 확인되었다. 불과 131년 전에 발견된 전자파는 TV와 라디오를 비롯해 스마트폰 및 무선 LAN 등에 사용되면서 어려운 원리는 잘 이해되지 않더라도 상당히 익숙한 존재가 되어 일상 생활에서는 없어서는 안 되는 존재가 되었다.

한편, 정보 통신 기술인 인터넷은 1995년의 Windows95의 발표와 함께 폭발적으로 보급되어 다양한 정보가 PC나 스마트폰을 통해 쉽게 손에 넣을 수 있게 되었다. 2018년 현재는 인터넷이 PC나 스마트폰을 뛰어넘어 가전이나 공작 기계, OA기기, 웨어러블 기기 등의 모든 전자기기에 접속되어 통신 기능을 갖춘 IoT기기가 보급되고 있다.

에어컨 및 TV 등의 가전에 통신 기능이 있다면, 스마트폰을 사용해 외부에서 전원의 전환이 가능하게 되어, 비디오에 녹화의 예약을 잊어도 인터넷에 연결만 되어 있다면 지구의 반대편에서도, 우주 스테이션에서도 예약이 가능한 시대가 되었다.