지구를 통째로 디지털화

3차원 데이터 유통으로 최적화 사회가 도래

세계의 3차원 데이터를 검색하고 활용할 수 있는 시대가 다가오고 있다. 그것을 견인하는 것은 GAFA(Google, Amazon, Facebook, Apple) 등 거대 IT 기업과 국가이다. 전자는 주로 사용자에게 주변 정보를 얻을 수 있게 함으로써 클라우드 서비스로 연결시키는 것을 노린다. 후자는 인공위성 등에서 얻은 지형 데이터와 건축 데이터를 공개한다. 시스템 간에 3차원 데이터를 바탕으로 대화를 시작함으로써 최적화 사회가 탄생하게 된다.,

현실 세계의 물체가 가지는 형상과 함께 색상과 소재 등 다양한 정보를 Copy한 세계---. 그런 ‘복사 세계'라고 부르는 디지털 데이터 공간이 향후 급속하게 확대 될 것으로 보인다. 

미국 애플은 2020년 3월에 발매한 신형 ‘아이패드 프로(iPad Pro)’에 LiDAR 센서를 탑재했다. 이 LiDAR로 의해 수 m 앞의 물체일 경우, 거리 영상을 얻을 수 있다. LiDAR의 활용으로 애플이 우선적으로 노리는 것은 AR(Augmented Reality, 증강 현실)이다. 가상 물체를 AR로 표시할 경우에는 자신의 단말기 위치와 방향을 파악할 필요가 있다. 따라서 LiDAR로 취득한 주위의 점군 데이터와 ‘애플 지도(Apple Maps)’용으로 수집한 3D지도를 대조함으로써 단말기 위치를 검출한다.

그러나 LiDAR의 활용은 AR에 머무르지 않을 전망이다. 예를 들어 애플은 LiDAR가 계측한 심도 정보를 앱 측으로부터 픽셀 단위로 이용할 수 있게 하는 API를 제공하고 있다. 이 API를 이용해 LiDAR로 공간의 3D 데이터를 취득하는 개발자도 등장했다. 향후, 애플 스스로가 3D 데이터의 유통에 뛰어들 가능성이 높다.

수소 50조엔 구상으로 노리는 아시아 봉쇄

유럽이 2030년까지 수소 에너지 보급에 50조엔 규모의 거액을 투자한다. 아시아 기업에게 이로운 전기자동차(EV) 환경대책을 전환한다. 유럽이 강한 엔진 기술과 수소 엔진을 조합해 환경대책과 더불어 고용을 창출한다. 자동차의 라이프사이클 전체에 걸친 규제의 검토를 동시에 추진, 배터리 공급망을 유럽으로 불러들이는 구상도 강하게 그리고 있다.

유럽위원회는 20년 7월 8일, ‘A hydrogen strategy for a climate-neutral Europe(유럽의 기후 중립을 위한 수소전략)’을 발표했다. 30년까지 수소를 생성하는 수전해 장치에 최대 420억 유로(약 5조 2,000억 엔), 이 장치와 태양광발전∙풍력발전과의 접속에 최대 3,400억 유로(약 42조 엔)를 투자한다.

유럽이 수소 에너지에 주력하는 것은 전기화(Electrification)가 어려운 철강산업이나 항공기산업 등의 환경대책과 더불어 자동차산업에서 아시아 기업에게만 이로운 현재의 상황에 위기감을 느꼈기 때문이다. 유럽 자동차업체의 환경대책은 사실상 EV 하나다. 그럼에도 불구하고 유럽에서 EV가 보급될수록 아시아 기업이 수익을 얻는 구도로 되어 버렸다.

EV 비용의 대부분을 차지하는 리튬이온 배터리의 주요 생산업체는 중국 CATL, BYD, 일본 도요타자동차∙파나소닉연합, 한국 LG화학, 삼성SDI 등 아시아 기업들이다. 부재 업체도 아시아 기업에 편중되어 있고 유럽 기업의 존재감은 없다.

선박 통신의 블루오션을 개척할 수 있을까?

소프트뱅크가 ‘해양진출’을 착착 추진하고 있다. 지금까지 거의 정비되지 않았던 선박용 인터넷 접속 인프라를 정비해 자동 운행이나 IoT(사물인터넷) 등의 용도 개척에도 착수한다. 이르면 22년의 상용화를 목표하고 있다. 문자 그대로 ‘블루오션’을 개척할 수 있을까?

-- Ku밴드와 4G 병용 / 자동 항행, 고정밀도 측위 목표 --
2020년 11월 중순의 어느 날, 선박 내 여러 곳에 복수의 안테나를 장착한 한 척의 선박이 도쿄 도요스 부두에서 천천히 움직이기 시작했다. 아사히탱커, Exeno Yamamizu, 쇼센미쓰이(商船三井), 미쓰비시상사의 4사가 공동 출자한 회사 e5 Lab의 실험선이다. e5 Lab의 실증 프로젝트에는 22개 업체와 한 개의 단체가 참여해 복수의 실험에 착수하고 있다. 소프트뱅크도 그 일환으로 선박용 인터넷 접속 인프라를 검증했다.

실험선의 지붕에는 2종류의 안테나가 설치되어 있다. 하나는 Ku밴드라고 불리는 12기가~18기가헤르츠대의 위성통신용 안테나다. 다른 하나는 LTE방식의 4G의 다이버시티 안테나다. 육상에 있는 4G 기지국에서의 전파가 도달하는 연안부를 항행하는 중에는 4G 회선에 우선 접속하고, 난바다로 나가면 자동적으로 Ku밴드의 위성통신으로 전환한다. “Ku밴드로도 다운로드 초당 수십 메가비트의 실효 속도가 나온다”(소프트뱅크의 담당자).

높이 70m, ‘2025년 준공 목표’

미쓰이부동산과 다케나카공무점은 2020년 9월 29일, 일본 첫 목질(木質) 초고층빌딩 신축 계획 검토에 착수했다고 발표했다. 발표 자료에 따르면, 검토에 착수한 빌딩 규모는 지상 17층, 높이 약 70m, 연면적 2만 6,000㎡로, 용도는 임대 오피스다. 미쓰이부동산이 건축주가 되고, 다케나카공무점이 설계 예정자로서 프로젝트에 참여한다. 미쓰이부동산은 “목질 구조로서는 층수, 높이, 연면적 모두 일본 최대 규모다”라고 설명한다. 23년 착공, 25년 준공을 목표한다.

구조 형식은 목재를 철골이나 철근 콘크리트와 조합한 ‘하이브리드 목조’다. 구조 부재로서 다케나카공무점이 개발한 내화집성재 ‘모엔우드’(타지 않는 나무) 등 최신 내화 목조 기술을 도입한다.

모엔우드는 목질 구조용 집성재를 하중 지지 부재로서 이용해 석고보드와 모르타르를 조합한 불연층으로 내화 피복하는 기술로, 18년에 국토교통성 장관의 ‘2시간 내화’ 인증을 취득했다. 다케나카공무점은 구조용 집성재의 하중 지지 부재에 철근을 더해 강성을 높인 ‘SAMURAI 집성재’(야마사목재와 가고시마대학이 공동개발)를 내화 부재로 한, ‘모엔우드 SAMURAI‘의 실시 사례도 보유하고 있다.

새로운 재료, 개성 만발

재료 개발은 장기적인 노력이 가능한 일본의 전문 분야이다. 재료의 구조와 보강재(필러)의 주입 방식을 분자 레벨에서 개량하는 지견(知見)이 최근 연구의 원동력이 되고 있다. 원하는 특성을 실현하기까지의 시간을 단축하기 위해 컴퓨터에 의한 시뮬레이션과 인공지능(AI)을 이용하려는 시도도 진행된다.

물이 물체 표면과의 접촉각이 150도 이상인 상태를 초 발수라고 한다. 물방울을 떨어뜨리면 직관적으로 물방울이 구형을 유지하면서 물체 위에 올려져 있는 것처럼 보이는 상태가 된다. 초 발수성을 실현하게 되면, 예를 들어 수용성 오염을 방지하거나 높은 방수 성능을 제공하기도 한다. 또한 수중에서의 마찰 저항도 줄일 수 있다. 예를 들어 배 바닥의 바깥 면을 초 발수 상태로 만든다면 배의 동력 에너지가 적게 소모된다.

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소특집 편집을 하면서

사람들의 행동 범위의 확대, 용도 다양화로 인해 전화가 휴대전화, 스마트폰으로 변화한 것처럼 모든 ‘사물’이 무선으로 연결되는 사회로 다이내믹하게 변화하고 있다. 자동차나 전차, 비행기 내에서도 인터넷으로 연결되는 것이 일반적이 되었고, 공장이나 의료, 토목 등의 다양한 산업에서도 기계나 센서가 인터넷을 사용해 정보를 집약하거나 원격 제어하는 시대가 되었다.

이는 내각부가 Society 5.0(초스마트 사회)이라고 제창하는 사회다. 그러나 이들을 이용하는 데 필수인 전원에 대해서는 배터리를 사용하거나 콘센트에 연결하는 것밖에 실질적인 선택지가 없다. 또한 이 전원 문제를 해결하기 위해 다양한 기술 개발이 이루어지고 있고, 그 하나로서 무선전력전송(WPT: Wireless Power Transmission, Transfer라고 표기하는 분야도 있다)이 있다.

무선전력전송은 2006년에 미국 MIT의 발표로 주목을 받았다. 그러나 Nikola Tesla가 20세기 초에 세계시스템(World Wireless System)을 제창한 것을 계기로, 소형 가전이나 Suica(교통카드) 등의 RFID(Radio Frequency Identifier), 스마트폰 충전의 Qi 등에서 실용화되기 시작했다. 현재는 PC나 자동차 등 전력을 필요로 하는 것을 연구∙개발하고 있다. 본회에서도 통신협회인 무선전력전송연구전문위원회에서 활발한 논의가 이루어지고 있다.

5G로 격변하는 최신 동향과 필수 지식

테크놀로지에 밝은 사람도 IoT 분야가 커버하는 범위를 설명하기가 쉽지 않다. IoT는 광범위한 업종∙업태에 걸쳐 우리들 생활만이 아닌 국가 시책에 까지 확대되어 가고 있기 때문이다.

가정, 시설, 에너지, 의료, 운수, 시큐리티, 헬스케어, 공중 안전, 임업, 농업, 수산업과 지역 활성화와 지방창생까지 관련이 되어가고 있다.

본서에서는 IoT를 둘러싼 최신 동향과 모노즈쿠리(제조)에 필요한 테크놀로지와 각 기업의 활용사례, 정부의 대응 보조금과 사업지원 등을 포함한 IoT비지니스 전모를 밝혀줄 것이다. 

[목차]
제1장 IoT의 기초 지식과 최신 동향  
제2장 IoT를 지원하는 지식과 비지니스 스킬