일본이 도전하는 유인 탐사 로드맵

아폴로 달착륙 50년, 인류는 달로 향한다

일본인 우주탐사차가 달의 남극 근처의 황량한 대지를 누비는 광경을 10년 후에는 볼 수 있게 될지도 모른다. 우주항공연구 개발기구(JAXA)와 도요타자동차는 올해 3월, 국제우주탐사 미션에서의 협업을 검토한다고 발표. 그 제1탄으로서 달표면 유인탐사의 이동기지가 될 ‘여압식(与圧式-기압을 높임) 로버(탐사차)’를 검토하고 있다고 밝혔다.

JAXA와 도요타는 작년 5월부터 기초적인 검토를 시작하고 있으며 그 결과를 토대로 여압식 로버에 의한 달 탐사 미션의 이미지 영상도 발표되었다. JAXA는 예전부터 유인 달 탐사 구상을 공표해 왔으나, 도요타가 검토에 합류하게 되면서 달 탐사에 대한 현실감이 더해졌다.

양사가 이번 미션을 중시하고 있다는 사실은 발표 장소에 나타난 멤버들만 봐도 알 수 있다. JAXA측은 유인우주기술부문을 총괄하는 이사직에 베테랑 우주비행사인 와카타 씨를, 도요타 측은 기술부문을 총괄하는 부사장에 데라시 씨를 임명했다.

와카다 씨가 발표한 JAXA의 미션 구상에 따르면, 탐사하는 것은 달 뒷면의 남극 근처에 있는 아이트켄 분지. 직경 2,500km, 깊이 13km에 달하는 달에서 가장 큰 분화구로서 일본열도가 그 안에 쏙 들어갈 정도의 규모이다. 이 분지 주변의 5지역을 여압식 로버 2대를 이끌고 각 지역을 42일간(주행거리 1,000km)의 일정으로 탐사한다는 계획이다.

유럽기업, 시속 300km 풀전동 VTOL기

2019년 5월, 유럽 기업이 개발 중인 ‘하늘을 나는 자동차’가 잇따라 비행에 성공했다. 독일의 신흥 기업인 릴리움(Lilium)이 개발하고 있는 ‘Lilium Jet’와 프랑스의 에어버스 그룹의 Airbus Helicopters가 개발 중인 ‘City Airbus’가 그 주인공이다. 두 기종 모두 새로운 시작기로서 그 첫 비행에 성공했다고 발표했다.

릴리움은 하늘을 나는 자동차의 스타트업 기업 중에서도 총액 100억엔 이상의 출자를 모은 것으로 주목 받고 있는 기업이다. City Airbus는 에어버스 그룹이 개발 중인 하늘을 나는 자동차 중에서도 초기에 실용화 될 것으로 지목되고 있는 기체이다.

릴리움이 시연한 것은 에어 택시용의 5인승 기체이다. 이전에 공개한 시작기는 2인승이었다. 수직 이착륙(VTOL; Vertical Take-Off and Landing)기로서 탑재된 2차배터리의 전력으로 모터를 가동시켜 로터(프로펠러)를 회전시켜 비행하는 ‘풀 전동형’ 기체이다. 로터는 ‘틸트형’으로 이륙 시에는 지면과 로터가 수평(로터의 회전축을 수직)이 되도록 지면을 향해 바람을 일으키며 떠오른다.

떠오른 뒤에는 로터 부분이 지면과 수직이거나 비스듬히 기울듯이 회전하면서 수평 방향의 추진력을 얻어 목적지까지 비행한다. 이와 같이 수직 이착륙이 가능하게 되어 순행 시에는 커다란 추력을 얻기가 쉽다.

‘단백질 위기’를 구할 수 있을까?

세계적인 인구증가와 신흥국의 소득 수준 향상을 배경으로 고기나 생선이 부족한 ‘단백질 위기’가 우려되고 있다. 새로운 단백질원으로서 각광을 받고 있는 것이 식물 등을 원료로 하는 ‘인공고기’다. 유럽과 미국에서 확산되고 있는 채식주의나 건강지향도 순풍으로 작용하고 있다. 지구 전체의 과제가 식(食)의 이노베이션을 창출하고 있다.

세계 총인구는 현재의 76억명에서 2050년에는 98억명으로 늘어날 전망이다. 식량 위기가 우려되고 있다. 그보다 이른 25~30년 무렵에는 ‘단백질 위기’가 도래할 것으로 예상된다.

신흥국이나 발전 도상국에서는 소득 수준의 향상으로 고기나 생선의 소비량이 급증하고 있다. 축산이나 양식에는 사료로 방대한 양의 곡물이나 어분 등이 필요하다. 그러나 경작지는 한계가 있어 어업 자원도 고갈 위기에 직면에 있다. 그 결과 사료 공급이 이를 따라가지 못해 육류나 생선 수급이 어려워지는 사태가 우려되고 있다.

축산을 위해 삼림이 파괴되고 가축이 배출하는 대량의 메탄가스가 지구온난화의 요인으로 부각되는 등 식육 생산에 따르는 환경 부하도 사회문제가 되고 있다.

완전자율주행은 버리고 인간이 원격에서 로봇을 감시∙제어

음식 배달 로봇 ‘Kiwibots’이 미국 캘리포니아 버클리대학의 캠퍼스와 그 주변을 달리는 것은 이미 익숙한 풍경이 되었다. 2017년 3월 이후, 4만 번의 배달을 성공하였다. 현재 100대 이상의 로봇을 전미 12곳에서 전개하고 있다. 서비스를 제공하는 미국 Kiwi Campus의 공동창업자 겸 CTO인 Jason Oviedo 씨와 제품 담당자인 Sasha Iatsenia 씨에게 물었다.

Q: 음식 배달 로봇을 개발하는 스타트업 기업은 많이 등장하고 있다. 타사와 Kiwi Campus와의 차이는 무엇인가?
Oviedo 씨: 근본적인 차이는 우리는 로봇 회사가 아니라 배달 회사라고 인식하고 있다는 것이다. 때문에 두 측면에서 지향하는 것이 다르다. 하나는 규모 확대가 가능한가 그렇지 않은가? 테크놀로지의 채용 기준은 비용이 싸고 제조가 간단한지 여부다. 다른 하나는 민첩함이다. 즉 베스트 테크놀로지를 실현하는 것이 아니라 ‘이것으로 충분하다’는 수준의 로봇을 만든다. 로봇은 로엔드(저사양)지만 거리의 보도에서 많은 로봇이 왕래하기 위해서는 그러한 어프로치가 필요하다고 생각했다. 이는 회사를 창업할 때부터 했던 생각이다.

Q: ‘이것으로 충분하다’는 것은 어떤 의미인가? 배달 로봇의 경우, 예를 들면 미국 Starship Technologies사도 주목을 받고 있는데, Starship의 로봇과는 어떻게 비교할 수 있는가?

신뢰의 축적, 비용 삭감으로

블록체인(분산형 데이터 관리기술)은 흔히 ‘인터넷 이래의 발명’ ‘제2의 인터넷’이라고 말한다. 세계 어디에서나 정보에 액세스할 수 있는 시스템인 인터넷은 세상을 바꿨다. 이와 마찬가지로 블록체인은 세계 어디에서나 과거의 기록이 정확한지를 확인할 수 있는 시스템이다.

미국 페이스북의 가상통화(암호자산) ‘Libra’도 블록체인을 이용하고 있다. 메이저 플레이어인 페이스북이 주도하기 때문에 결제 플랫폼의 일익을 담당할 것이라는 기대도 많다. 반면에 기존 금융시스템을 유지하고 싶은 정부 관련 단체는 이에 제동을 걸고 있는 상황이다.

인터넷은 최초의 웹 브라우저 ‘모자이크’가 탄생한 1990년대 초에서 10년이 지나 본격적으로 보급되었다. 블록체인은 어떨까? 블록체인의 원리를 밝힌 논문이 공개된 2009년에서 약 10년이 지났다.

2009년에 나카모토 사토시라는 이름으로 비트코인 논문을 공개했다. 논문에 소개된 기술이 블록체인이다. 때문에 자주 블록체인과 비트코인을 혼동하기도 한다. 순서대로 말하면 비트코인이 먼저 생겨났고, 그 시스템을 블록체인이라고 불렀던 것이다.

기존과 동등한 치수 검출 정밀도 확인

야치요엔지니어링은 인공지능(AI)을 이용해 댐 외벽의 콘크리트 벗겨짐을 정량적으로 판정하는 시스템을 개발하였다. 기존에는 쌍안경으로 확인했던 댐 제체의 열화 정보를 드론 촬영한 사진과 AI로 파악한다. 야치요는 개발한 시스템을 국토교통성 도호쿠지방정비국이 발주한 나루코댐의 점검 업무에 적용하였다.

열화 대상은 Pop Out이라는 콘크리트 표면이 원형으로 얇게 벗겨진 자국이다. 야치요는 국토교통성 나루코댐관리소가 드론으로 댐에 근접해서 촬영한 수천 장의 사진으로 댐 전체의 이미지를 제작한다. AI의 심층학습을 이용해 Pop Out의 위치와 크기를 특정하였다.

기존의 쌍안경을 이용해 육안 검사할 때는 시간이 오래 걸렸다. 그러나 개발한 시스템을 사용하면 현장에서는 드론으로 사진 촬영만 하면 되기 때문에 업무 효율이 올라간다.

그러나 드론은 바람의 영향을 받기 쉽고 피사체와의 거리나 방향을 고정하는 것이 어렵다. 사진에 따라서 대상물의 축척이 바뀌기 때문에 AI로 균열 등을 검출할 수 있어도 그 정확한 치수까지는 알지 못했다.

모노즈쿠리 과제에 대응

▶ 권두언
일렉트로닉스 실장은 사람들의 행복한 생활을 위한 기술 실장

▶ 특집
<모노즈쿠리 과제에 대응하는 검사 기술의 최신 동향>
• 특집을 내면서
• 실장용 CAM 툴의 현상과 향후 방향성
• JTAG 바운더리 스캔 테스트에 의한 소형 BGA 탑재 기판 테스트와 활용 사례
• X선에 의한 실장 기판의 가시화와 CT 검사의 과제 해결에 대해
• 베어보드 검사 결과 데이터 해석 방법과 그 In-Circuit Test에 대한 응용

▶ 연구논문
• 각주상(Prismatic) 맞댐접합(Butt Joint)의 접착 계면 가장자리에서 특이응력장 강도 분포와 시험편(Specimen) 코너의 필렛(Fillet) 영향