자동 브레이크 센서 패권 경쟁

자율 주행을 지원하는 핵심 기술, 단안 카메라만의 혼다 강점

자동 브레이크를 둘러싼 일본계 자동차업체의 패권 싸움이 격렬해졌다. 야간 보행자를 대상으로 한 JNCAP(Japan New Car Assessment Program)의 최신(2020년도) 시험에서는, 단안 카메라만을 사용하는 혼다의 시스템이 강점을 보였다. 스바루나 닛산자동차 등의 시스템도 혼다와 함께 최고점을 획득했다.

그러나 자동 브레이크의 시험 조건은 2024~25년에 걸쳐 더욱 엄격해진다. 자동 브레이크는 자율주행을 지원하는 핵심 기술이다. 각 사는 향후 센서의 종류나 수를 가능한 한 늘리지 않으면서 복수의 시험에 대응해야 한다.

Part 1. 야간 보행자를 보호한다
단안 카메라뿐인 혼다, 잃어버린 지위 회복

자동 브레이크의 야간 성능에서 혼다의 소형차 ‘피트’가 강한 모습을 보였다. 주요 센서를 단안 카메라로 압축해 JNCAP 최신 시험에서 최고점을 획득했다. 프랑스 발레오의 신형 카메라를 채용한 것이 고득점에 기여했다. JNCAP 시험은 24~25년에 걸쳐 더 엄격해지지만, 이 신형 카메라로 극복할 수 있다고 한다.

젊은 연구자들이 후진 양성

양자컴퓨터 개발 경쟁이 뜨거워지고 있는 가운데, 일본의 인재 부족 현상은 심각하다. 이러한 상황을 타개하기 위해 양자기술을 연구하는 젊은 연구자들이 나섰다. 인재육성 프로그램을 스스로 만들어 다음 세대를 담당하는 연구자를 육성하려 하고 있다.

“세계적으로도 인재가 부족하지만, 일본은 압도적으로 인재가 부족하다”. 양자기술교육(QEd)프로그램의 대표 연구자를 맡고 있는 노구치 조교수는 일본의 양자기술 연구에 대한 위기감을 이렇게 말한다.

미국이나 유럽, 중국 등 전세계적으로 양자컴퓨터 및 양자암호통신의 실용화를 목표로 하는 움직임이 가속화되고 있다. 일본에서도 2020년 1월, 내각부가 양자기술 이노베이션 전략을 책정하는 등, 양자기술 연구개발은 현재 중요한 정책 테마 중 하나이다. 하지만 이것을 담당하는 연구자나 기술자가 크게 부족하다.

QEd프로그램은 양자기술에 관한 스쿨 형식의 강의나 상시 열람할 수 있는 강의 동영상 및 교재를 온라인으로 제공하고 있다. 양자과학기술을 통해 사회·경제 과제 해결을 목표로 하는 문부과학성의 ‘광·양자 비약 플래그십프로그램(Q-LEAP)’의 인재육성 프로그램에 노구치 교수 등의 제안으로 채택되었다.

벤츠, 현대차 등 대기업과 속속 제휴

독일 메르세데스 벤츠는 2021년 11월 30일, 미국을 거점으로 하는 스타트업 팩토리얼 에너지(Factorial Energy)와 전고체 배터리를 공동 개발한다고 발표했다. 메르세데스 벤츠는 팩토리얼의 주식을 취득하고, 팩토리얼의 이사회에 대표자를 보낸다.

공동 개발은 셀부터 시작해서 배터리 모듈, 차량 통합까지 확장해 나간다. 빠르면 22년에 시험 제작 셀을 테스트하고, 5년 이내에 수를 한정해 차량에 통합하는 것을 목표하고 있다.

또한 같은 날에 유럽과 미국의 스텔란티스(Stellantis)도 팩토리얼과 공동 개발 계약을 맺었다고 발표했다. 스텔란티스도 팩토리얼에 전략적 투자를 한다. 스텔란티스는 26년까지 전고체 배터리 기술을 도입한다는 목표를 세웠다.

팩토리얼은 미국 매사추세츠주에 거점을 두고, 전고체 배터리를 개발한다. 전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 재료로 만들어진 전해질을 사용한다. 리튬이온 배터리보다도 안전하며 전기자동차의 항속 거리를 늘릴 수 있다고 기대를 받고 있다. 
 

침투압만으로 농축, 물보다 큰 분자일 경우 적용 가능

도시바가 에너지 절감 및 고농축이 가능한 새로운 농축 기술 개발에 성공했다. 도시바는 이 방법을 식염수의 농축에 사용할 경우, (1) 농축 시의 소비 에너지를 ‘역침투막(RO막)법’의 4분의 1로 절감할 수 있으며 (2) 역침투막법보다 2.4배 고농축이 가능할 뿐만 아니라, (3) 농축하고 싶은 물질에 가열이나 가압을 하지 않기 때문에 품질 열화(劣化)를 막을 수 있는 장점이 있다고 한다.

이번 기술은 ‘정침투막(FO막)법’이라고 하는 침투 프로세스를 통해 물만을 다른 용기에 이동시킴으로써 농축이 이루어지는 기술이다. 물만을 투과시키는 FO막을 사이에 두고 용질 농도가 다른 2가지 용액을 배치한다. 여기서 용질이란 농축 대상 물질이 아니라 물을 흡입하는 작용이 있는 '침투압 물질'을 가리킨다.

그러면 침투압 물질의 농도 차이를 균일하게 하려는 물의 흐름이 발생해 농도가 낮은 용액에서 높은 용액으로 물이 자동적으로 이동한다. 비교 기술인 RO막법은 농축 대상 용액에 침투압 이상의 압력을 가해 물을 이동시키기 때문에 압력을 만드는 에너지를 필요로 한다.

하지만 이와 같은 FO막법은 농축하는 동안 농도 차이가 작아져, 물의 이동이 없어진다. 계속 농축하려면 침투압 물질이 든 용액에서 물만 배출해 다시 농도 차이를 만들 필요가 있다. 

복수 벤더의 제품을 유연하게 선택 가능

Open RAN은 오픈 인터페이스 사양에 기초해 구축하는, 기능을 분리한 RAN(무선 액세스 네트워크)를 가리킨다. 기지국을 멀티벤더 장치로 구성할 수 있기 때문에 통신사업자는 목적에 따라 복수 벤더의 제품을 유연하게 선택해 네트워크를 신속하고 저비용으로 구축할 수 있다. NEC 제2무선액세스솔루션사업부의 가와구치(川口) 시니어 매니저는 “신기술에 대응하는 것도 쉬워진다”라고 말한다. 기존에는 단일 벤더의 기기로 네트워크를 구성하기 때문에 타 벤더의 장치가 배제되는 경우가 많았다.

구체적으로는 기지국의 무전기인 RU(Radio Unit)와 제어부인 CU(Central Unit), DU(Distributed Unit)의 3개로 노드 분할하고, 노드간 오픈 인터페이스를 책정함으로써 복수 벤더의 기기끼리 접속할 수 있도록 한다.

RU는 RF 트랜시버와 무선 물리층의 하위 기능을 담당한다. 단말과의 사이에 전파를 송수신하며, 신호를 아날로그-디지털로 상호 변환한다. DU는 무선 리소스 할당 등의 MAC(Media Access Control), 재발송 제어 등의 RLC(Radio Link Control)와 같은 역할을 담당한다. CU는 패킷 암호화 등의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol), 단말기의 무선 리소스 관리 등의 RRC(Radio Resource Control)와 같은 역할을 한다.

도쿄대학 대학원 공학계연구과 후세 다카시(布施 孝志) 교수

1. 머리말
측량은 지구 상의 자연 또는 인공물과 같은 지물의 위치∙모양을 측정하고, 지물의 위치 관계를 구해서 수치나 그림으로 표현한다. 그리고 그것들을 바탕으로 분석 처리하는 일련의 기술을 말한다. 그 기원은 고대로까지 거슬러 올라가는 오래되고 전통적인 과학이다.

측량이라는 말도 천문 관측과 토지 측정을 연결한 기술로서, 고대 중국의 ‘측천량지’에서 유래한다고 전한다. 긴 역사를 갖는 측량은 지금까지 항상 최첨단 기술을 받아들이며 혁신을 계속해 왔다.

측량의 기본은 거리나 각도 등을 측정하는 일이다. 일본의 근대 측량에서는 메이지시대 초기부터 전통적으로 삼각측량을 해 왔다. 그러나 60년대 이후의 광파측거리(Electro-Optical Distance Measuring Instrument)의 보급으로 정밀한 거리 측정이 가능해지고, 삼변측량이나 트래버스 측량이 확대되었다.

그 후에 90년대 전반에 GPS 측량이 실용화되면서 위성 측위 시대가 열렸다. GPS 측량은 위성과 수신기 간 거리에 근거하기 때문에 삼변측량이라고 볼 수도 있다. 또한 이미지 등을 통해 지물의 성질이나 상태를 파악하는 기술도 진전되었다.

7개 분야의 최전선을 소개

‘5G 산업혁명’의 발자국 소리를 듣고 게신가요?
혁명은 하루 밤사이에 일어나지 않는다. 5G에 의한 불가역적인 변화는, 지금도 착실하게 진행되고 있다. 제조업, 농업, 의료, 교육, 건설, 마을 만들기의 7개의 분야로 초점을 맞추어 5G 산업혁명의 최전선을 철저하게 소개한다.

Part 1 5G 공장 최전선 – AGV가 종횡무진으로 자율주행
Part 2 5G가 목표하는 돈 버는 농업 – 농가는 약 1/2로, 스마트화 시급
Part 3 가상 점포에서 ‘제3의 구매 체험’ – 미쓰코시이세탄 등이 5G 활용
Part 4 명의의 기술을 로봇에게 –  5G로 치료수술을 디지털화
Part 5 일본의 교육을 5G가 변화 – 시간과 장소를 초월한 리얼한 강의
Part 6 건설현장의 Gender-less – 5G 활용으로 ‘3K 직장’은 안녕
Part 7 5G 로봇으로 안심되는 마을 만들기 – 가속되는 경비∙지킴이의 AI화