10m급 무선급전의 실용화

우선은 센서 용도부터, 스마트폰이나 드론도 추진

일본은 총무성의 규제 완화로 10m이상의 무선급전 기술을 실용화하는 움직임이 활발해지고 있다. 그 선두주자는 920MHz대를 이용한 mW급의 급전 시스템을 제공하는 벤처기업이다. 도시바나 미국 기업 등은 대전력 전송을 위해 인체에 대한 조사(照射)를 피하는 기술 개발에 주력하고 있다. 스마트폰이나 드론에 급전할 수 있는 시스템 개발도 추진되고 있다.

10m이상 떨어져 있는 스마트폰이나 다양한 IoT 디바이스에 공급할 수 있는 기술이 드디어 2021년도 내에 일본에서 해금(解禁)된다. 총무성이 법개정을 통해 새로운 무선급전 시스템인 ‘공간 전송형 무선전력전송 시스템’을 일본에서 사용할 있게 할 예정이기 때문이다. 목표로 하는 것은 방 안에 스마트폰을 두면 알아서 충전이 되는 세상. 번거로운 충전 케이블이나 배터리 교환이 필요 없는 새로운 시장이 형성될 조짐을 보이고 있다.

“이용자가 어디에 있든 도난 방지용 IC태그 등IoT 디바이스에 급전할 수 있도록 밀리파 통신과 무선급전을 연계·융합한 기술 개발을 추진한다”(소프트뱅크의 담당자). 소프트뱅크와 쿄토대학, 가나자와(金沢)공업대학의 연구팀은 2021년 11월 12일, 5G(제5세대 이동통신시스템)에 사용하는 28 GHz대(준 밀리미터파대)의 주파수대를 활용해, 통신과 무선급전을 연계·융합한 기술 개발을 추진한다고 발표했다. 여기에서 활용하는 급전 기술이 바로 총무성이 2021년도 안에 법개정을 통해 활용할 수 있도록 하는 10 m급의 무선급전 기술인 것이다.

소프트뱅크는 통신뿐만 아니라 전력도 무선으로 전송하는 완전 무선의 세계을 목표로 한다. 

바이오매스화와 고기능 재료를 이용한 에너지 절약

모든 산업이 탄소중립(Carbon Neutral: 온난화 가스의 배출량 실질 제로)으로 향하는 가운데, 일본이 자랑으로 여기는 재료 기술을 활용하지 않을 수 없다. 재료의 바이오매스화에 의한 화석 자원 사용량 삭감과 고기능화 재료를 이용한 에너지 절약을 축으로 하여 다양하고 개성적인 재료 기술이 탈탄소를 추진한다.

Part 1. 총론
바이오매스와 기능 향상으로 탈탄소, 2개의 축으로 재료 기술이 공헌

기후 변화에 대한 사회적인 우려가 본격화되는 가운데 CO₂를 비롯한 온난화 가스의 배출량을 삭감해 탄소중립(온난화 가스의 배출량 실질 제로)을 실현하는 수단으로서 신재료에 이목이 집중되고 있다. 재료 기술이 탈탄소에서 담당하는 역할은 폭넓다. 재료 그 자체를 화석자원 유래로 없애는 방법 이외에도 비용 면에서 현실적인 해답으로 채택되는 기존 기술을 답습하면서 그것을 보완하고 고도화하는 재료도 계속 생겨나고 있다.

최근 탈탄소 분야에서도 제품의 라이프 사이클 전체에서의 환경 부하를 평가하는 LCA(라이프 사이클 평가)의 개념이 확산되고 있다. 재료 자체나 부품 및 제품의 제조 단계, 제품으로서 사용하는 단계, 사용이 끝난 제품을 폐기 처리하는 각각의 단계에서 나오는 CO₂ 배출량을 생각한다.

신 규격이 등장하며 다시 각광

LPWA(Low Power Wide Area)는 IoT(사물인터넷)에 사용되는 무선통신 기술이다. 예를 들면, 자동차나 가전제품, 시계, 환경 측정 센서 등 다양한 디바이스가 인터넷에 연결되어 정보를 교환한다.

IoT 디바이스의 접속에는 무선이 자주 사용된다. 전파가 도달하는 범위라면 디바이스를 임의의 장소에 설치할 수 있기 때문이다. 한곳에 고정하지 않고 장소를 이동하는 기기에도 사용할 수 있다. 이러한 무선 기술은 많이 존재하지만 그 중에서도 제조업이나 유통 서비스업, 사회 인프라와 같은 산업용 용도로 유망한 것이 LPWA이다.

LPWA는 2017년에 큰 주목을 받은 이후 일단 열기가 가라앉았다. 그러다가 최근에 신 규격의 실용화나 서비스화가 다시 활발해지고 있다. 예를 들면, Sony Network Communications가 소니의 독자적인 LPWA 규격 ‘ELTRES’를 사용한 IoT 네트워크의 상용 서비스를 2019년에 시작했다. 2021년 11월에는 무선 LAN 기기 인증 등을 실시하고 있는 업계 단체 ‘Wi-Fi Alliance’가 LPWA의 Wi-Fi 버전인 ‘Wi-Fi HaLow’의 인증 프로그램을 개시했다.

-- 늦어도 멀리까지 날아간다 --
IoT 디바이스를 접속하는 무선 기술로서는 무선 LAN(Wi-Fi)이나 블루투스가 가장 먼저 떠오를 것이다. 그러나 Wi-Fi나 블루투스는 전파를 멀리까지 보내지 못한다. 

대중의 주목 속에 약점 극복할 수 있을까?

미국 알파벳의 자회사인 웨이모가 샌프란시스코에서 추진하는 로봇택시 실증실험에 시련의 겨울이 찾아왔다. 캘리포니아의 겨울은 우기로, 자율주행차의 센서를 방해하는 비가 내린다.

웨이모가 샌프란시스코 시가지에서 로봇택시서비스 ‘웨이모원(Waymo One)’의 실증실험을 시작한 것은 2021년 8월. 지중해성 기후의 캘리포니아에는 우기인 겨울을 제외하고 비가 거의 내리지 않는다. 웨이모는 2017년부터 애리조나 주 피닉스 근교에서도 로봇택시 실증실험을 추진해오고 있지만, 사막에 가까운 이곳은 연중 거의 비가 오지 않는다. 또한 로봇택시가 주행하는 곳이 도시 외곽에 위치한 주택지로, 도로의 폭이 넓고, 교통량은 적으며, 보행자나 자전거가 차도를 횡단하는 일도 드물다.

이에 반해, 샌프란시스코에서의 실증실험은 도로 폭이 좁고 교통량이 많은 도심부가 대상이다. 도로에는 노상 주차 차량이 많고, 차량의 그늘에서 보행자와 자전거가 갑자기 튀어나온다. 게다가 겨울은 매일같이 비가 내린다. 웨이모의 로보택시가 혼잡한 시가지에서 본격적인 비의 계절을 체험하는 것은 이번이 처음이다.

로봇택시의 경우, 자율주행차의 실력이 고객에게 확연하게 보여진다. 지금까지의 샌프란시스코 실증시험에서 특정 막다른 지점에 로봇택시가 여러 대 끌려 들어가는 사태가 

일상 업무를 ICT로 편하게

건설 DX가 활발하게 진행되는 가운데, ICT를 활용하는 것은 고도의 기술이나 기능을 필요로 하는 업무에 국한되지 않는다. 보고서 작성이나 차량 운행 관리, 안전 대책과 같은 친숙한 작업을 지원하는 툴도 점차 도입되고 있다. 그러한  ‘일상 업무’의 부담을 줄임으로써, 기술자는 보다 고도의 업무에 주력 할 수 있게 된다. ICT로 일상 업무의 효율화를 추진하는 대응을 소개한다.

1. 레미콘 반입 관리 툴을 자체 개발
GPS를 이용해 레미콘(생콘크리트) 차량의 운행을 관리하는 시스템을, 통신 규격의 변경과 아울러 독자적으로 개발했다. 반입, 타설한 레미콘의 총량을 표시하고, 얻을 수 있는 정보를 공사 관계자가 널리 공유할 수 있도록 했다. 도입의 열쇠를 쥔 레미콘 차량의 오퍼레이터가 느끼는 부담도 배려한다.

2. 제설 담당자 부족을 ‘노동력 절약화’로 견딘다
폭설 지대에 입지한 건설회사가, 담당자가 부족한 제설 작업을 지원하는 시스템을 개발했다. 작업 일지 등을 손쉽게 작성할 수 있으며, 제설 기계를 조작하는 작업자를 지원하는 기능도 있다. 사내에 오퍼레이터 경험자가 있었던 것이 개발에 도움이 되었다.

3. 1분도 안돼 작업자가 ‘사고 예측 보고’

탄소중립 사회의 실현에 공헌

1. 탄소중립 사회의 실현
온실가스에 의한 지구온난화 대책으로 CO₂ 삭감은 세계적인 과제가 되었다. 2020년 10월에 스가 수상(당시)의 소신표명 연설에서 “2050년까지 온실가스 배출을 전체적으로 제로로 한다. 즉 2050년 탄소중립(카본 뉴트럴), 탈탄소 사회의 실현을 목표한다”라고 선언했었다. 이를 바탕으로 ‘2050년 탄소중립에 따른 그린 성장 전략’이 책정되었다.

탄소중립 실현에는 재생가능 에너지나 분산 전원의 대량 도입이 필요하다. 모든 분야와 연계한 에코시스템을 구축하는 사회 조성이 중요한 포인트가 된다.

여기서는 미쓰비시전기전력 산업시스템사업본부의 역사를 소개하면서, 미래의 탄소중립 사회 실현을 위해 큰 변혁이 예상되는 새로운 사업 분야에 대한 대응 내용을 소개하겠다.

2. 100주년을 맞이하는 당사의 전력∙산업시스템 사업의 역사
1921년의 회사 설립 당시는 유럽과 미국 업체와의 기술 제휴가 필수였다. 당사는 1923년에 미국 원전기업인 웨스팅 하우스와 기술 제휴를 체결했다.

Funuc과 야스가와가 겨냥하는 성장분야

안전망을 설치하지 않고 사람과 함께 일하는 협동로봇이 각광을 받고 있다. 게기는 코로나19로 인한 ‘3밀회피’이다. 심각화되고 있는 일손부족의 대책으로 기대를 모이고 있다. 종래의 산업용 로봇과 비교하여, 경량에 조작도 간단하여 도입이 용이하며 용도도 폭이 넓다.

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