'플라잉 기지국'용 배터리를 성층권에서 동작 실증

소프트뱅크, 에너지 밀도 275Wh/kg의 배터리 팩이 3일간 정상 작동

소프트뱅크는 자사의 R&D부문인 첨단기술연구소가 2023년 3월 22~23일에 개최한 기술전시회 ‘기술의 힘 ADVANCED TECH SHOW 2023’에서, 플라잉 기지국 ‘HAPS(High Altitude Platform Station, 성층권 플랫폼)’의 실용화를 향한 현재의 개발 상황을 공개했다.

HAPS는 고도 20km의 성층권을 장기간 날아다니는 비행체로, 이동통신시스템 기지국을 탑재함으로써 기지국이 정비되지 않은 지역에 브로드밴드(광대역) 서비스를 제공한다.

‘Starlink’(미국 스페이스X) 등 인공위성을 사용하는 위성 광대역 서비스와 비교하면 전용 안테나가 필요 없고 스마트폰으로 직접 통신할 수 있는 것이 가장 큰 장점이다. 게다가 위성보다도 비행 고도가 낮기 때문에 저지연/대용량 통신서비스를 실현할 수 있을 가능성이 있다.

-- 성층권과의 통신 실증에 성공 --
HAPS는 날개에 탑재하는 태양전지의 전력을 동력원으로 사용해 성층권을 시속 50~60km 속도로 원을 그리듯 날아간다. 1기로 직경 200km의 구역을 커버한다. 일본 전역을 수십 기로 커버할 수 있다고 한다.

2024년 발전 개시 추진, 상용 운전은 빨라도2028년?

최근 들어 갑자기 주목 받기 시작한 핵융합발전 기술이지만 실용화는 빨라도 2030년대 중반, 다소 보수적인 평가에서는 2050년이나 그 이후라는 시각도 많다. 하지만 최근 2024년에 발전을 개시하겠다는 벤처기업이 등장했다.

그것은 지금까지 잘 알려진 2가지 방식은, 구체적으로는 일본을 포함한 수많은 국가들이 개발에 참여해 프랑스에서 건설 중인 ITER와 같은 토카막 방식과 2022년 11월 미국에서 레이저광 에너지를 뛰어넘는 핵융합 에너지를 얻는 데 성공한 레이저 핵융합 방식이다.

그 어느 쪽도 아닌 제3의 방식은 'FRC(Field-Reversed Configuration, 자기장반전배위)형 플라즈마'에 기반한 핵융합 반응으로, 중성자를 발생시키지 않아 안전성이 높고 간소한 설비, 더 나아가 증기터빈을 사용하지 않고 발전할 수 있는 혁신적인 방식이다.

-- 2개의 플라즈마가 고속으로 충돌 --
이 FRC형 플라즈마 방식에서는 도넛 형태의 자력선에 갇힌 플라즈마를 2개 발생시킨다. 이 2개의 플라즈마는 각각 자석의 성질을 가지고 있어 리니어모터(직선형 전동기) 원리로 움직일 수 있다. 이것들을 고속으로 충돌시켜 초고온을 실현하고, 그 ‘연료’를 핵융합시키는 방식이다

최대 기업 Wolfspeed에 비견

중국이 파워반도체 산업 육성에 주력하고 있다. 파워반도체 시장의 견인차인 전기자동차(EV) 시장도 크다. 인재도 많다고 한다. 조건은 갖추고 있는데 과연 실력은 어떨까? 그것을 엿볼 수 있는 이야기를 얼마 전에 들었다.

장소는 2023년 7월에 열린 일렉트로닉스 업계의 전시회 ‘TECHNO-FRONTIER 2023’이다. 같이 마련된 ‘주최자 세미나1(기획협력: 닛케이BP)’에서 나고야대학 미래재료시스템연구소의 야마모토(山本) 교수가 최신 EV의 전력 변환기를 분석한 결과에 대해 강연했다. 그 안에서 중국 기업의 파워반도체 실력에 대해 언급했다.

닛케이BP는 중국 BYD의 EV ‘SEAL’을 분해해, SEAL의 인버터나 DC-DC 컨버터 등 전력 변환기의 분해/분석을 야마모토 교수와 함께 실시했다. 야마모토 교수의 강연은 그 결과를 바탕으로 한다.

분해 결과, 파워반도체소자(파워소자)를 탑재한 모듈(파워 모듈)은 BYD제였다. 이 BYD의 파워 모듈은 독일 인피니언 테크놀로지(Infineon Technologies)의 차량탑재 파워 모듈 ‘HybridPACK Drive’와 흡사했다. 성능도 비슷하거나 그 이상일 가능성이 있다고 한다.

탈탄소 시대의 복권을 위해 개발 경쟁 가속

이산화탄소(CO₂)의 배출량을 줄이기 위해 급속하게 가속되고 있는 콘크리트 GX(Green Transformation). 탄소중립 실현을 위해 CO₂ 흡수형 콘크리트 등이 잇따라 등장, 건축물에 활용하는 사례도 나오기 시작했다.

제조 시의 배출량을 줄일 뿐만 아니라 실질적으로 제로 이하로 만드는 탄소 마이너스를 실현하는 것까지. 정부의 규제개혁추진회의 워킹그룹도 주목하고 있는 기대 영역이다. ‘콘크리트 GX’로 무엇이 바뀔까? 보급을 위한 과제는? 선진기업의 대응을 보고하면서 동시에 전문가의 전망을 들어보자.

Part 1. 가속되는 콘크리트 혁명
세계 첫 ‘카본 콘크리트’ 건축, 독일 드레스덴공과대학에서 탄생

일본보다 탄소중립이 앞서고 있는 유럽. 독일에서 건축분야 혁명이 일어났다. 철근을 탄소섬유로 대체한 ‘카본 콘크리트’ 건축이 세계 최초로 실현. 탈탄소 시대에 탄생한 새로운 건축 실력을 파헤쳐보자.

‘AI와 연계할 수 있는 능력’, ’문제를 설정할 수 있는 능력’이 중요

동양대학(東洋大学) 정보연계학부는 지도 방법 변경 및 이용 환경 정비에 착수. AI(인공지능)를 활용한 교육 시스템을 개발했다. 학생의 생성형 AI에 대한 이해를 높이고, 이용 및 활용을 촉진한다.

동양대학 정보연계학부(INIAD)는 5월 9일, 미국의 오픈AI가 제공하는 대규모 언어모델 ‘GPT-4’를 활용한 교육시스템 ‘AI-MOP(AI Management and Operation Platform, AI 관리운용 플랫폼)를 개발해 전 학년 학생을 대상으로 도입했다고 발표했다. AI-MOP를 개발 및 도입한 목적을 INIAD의 사카무라(坂村) 학장에게 물었다.

-- 슬랙(Slack)을 통해 챗GPT 이용 --
사카무라 학장은 최근 화제가 되고 있는 생성형 AI에 대해 “앞으로 생성형 AI를 사용하지 않는 직업은 있을 수 없을 것이다”라고 말한다. 그는 “생성형 AI의 활용은 특정 연구 영역이나 업계, 산업에 머무르는 것이 아니다. 문서나 코드, 일러스트 생성 등 여러 분야 및 산업의 효율화에 기여할 가능성이 높다.

이미 인터넷이 대부분의 업무에서 불가결한 것이 되었듯이 생성형 AI 기술도 모든 업무를 뒷받침하는 기술이 될 것이다. 생성형 AI를 전제로 한 사회에서는 ’AI와 연계할 수 있는 능력’이나 ‘문제를 설정할 수 있는 능력’이 중요해진다. 

소특집을 편집하며

스마트폰의 보급과 최근 코로나19 사태가 초래한 라이프스타일의 변화로 인해 우리 생활에서 통신의 역할은 더욱 중요해지고 있다. 앞으로도 통신 인프라의 이용 상황은 다양해질 것으로 예상된다. 한편, 국내 통신 트래픽이 급증하고 있어 통신 인프라의 지속적인 발전을 뒷받침해 나가는 것이 중요한 사회 과제가 되고 있다.

일본에서는 총무성이 책정한 ‘Beyond 5G 추진전략’에 근거해 향후 사회나 산업의 기반이 되는 차세대 통신 인프라(Beyond 5G)의 실현을 목표로 하고 있다.

Beyond 5G의 특징은 기존 5G의 기능 고도화(초고속/대용량, 초저지연, 초다수 동시접속)에 더해 자율성, 확장성, 초안전/신뢰성, 초저소비 전력 등의 기능을 갖는다는 점이다. 이러한 요구를 충족시키기 위해서는 무선 통신망뿐만 아니라 광통신망, 데이터센터, ICT 단말 등을 포함하는 정보통신시스템 전체의 고도화가 필요하다.

본 소특집에서는 Beyond 5G 실현을 위해 포토닉스 기술의 공헌이 기대되는 기술 영역에 주목하고, 시스템 아키텍처부터 디바이스 기술에 걸친 최신 동향을 해설한다. 또한 이러한 실용화를 위한 과제나 향후 기대 등의 미래 전망에 대해 논의한다.

배차 알고리즘이 성패를 쥔다

‘AI(인공지능) On-Demand 교통’의 도입이 일본 각지에서 확대되고 있다. AI에 의해 자동차를 시내 각지에 적절하게 배차하는 사전예약 및 합승형의 교통서비스이다. 핵심은 배차 알고리즘으로, ‘조합의 최적화’가 효율 좋은 운행을 지원한다.

https://business.nikkei.com/atcl/NBD/19/00109/00222/

참고자료: https://hjtic.snu.ac.kr/node/13099

(당 센터에서는 Nikkei Business의 Online판을 구독하고 있습니다. 센터에 오시면 원본과 함께 인터넷 자동한글번역기능으로 기사를 자유롭게 열람하실 수 있습니다)