인공위성과 차량탑재 카메라로 함몰 징후 포착

인공위성과 차량탑재 카메라로 함몰 징후 포착

시즈오카현 이와타시와 아이신, 우주 관련 스타트업 텐치진(天地人, 도쿄)은 공동으로 도로의 함몰 등의 징후를 높은 정밀도로 파악하는 실증 실험에 착수했다. 차량탑재 카메라 등을 이용한 노면의 변형 감지와 인공위성을 이용한 수도관 누수 리스크 진단의 두 가지기술을 연계한다. 관민이 협력해 광역/다분야 인프라를 효율적으로 유지/관리하는 ‘지역 인프라군 재생 전략 매니지먼트’로 이어지는 대응이다.

이와타시는 2023년부터 텐치진이 제공하는 ‘우주수도국’ 시스템을 이용해 왔다. 인공위성을 통해 지표면 온도, 지반 변동과 같은 데이터를 수집하고, 지형 정보 등과 함께 AI(인공지능)로 분석한다. 누수 위험을 5단계로 평가하고 지도 위에 가시화하는 시스템이다.

한편 아이신이 제공하는 서비스 '미치로그'에서는 전용 카메라와 차량탑재 장치를 탑재한 차량으로 노면의 영상을 촬영한다. 촬영을 통해 노면의 균열이나 포트홀을 AI로 감지해 지도 위에 표시한다.

노면 변형과 수도관 누수는 서로 관련 있는 것으로 보인다. 예를 들면, 노면에 생긴 포트홀 등이 교통 진동을 유발해 수도관에 영향을 줘서 누수로 이어질 수 있다. 수도관 손상에 따른 누수로 노면 아래에 공동(空洞)을 형성하여 노면 함몰을 유발하는 경우도 생각할 수 있다.

미쓰이부동산 등이 처음으로 도전, 지붕 경량화 등으로 성능도 향상

미쓰이부동산(三井不動産)과 미쓰이홈(三井ホ-ム, 도쿄)은 지은 지 250년 이상의 낡은 민가 ‘구용하명주저택(久用賀名主邸, 도쿄)에 대한 내진 보강 공사를 실시했다. 전통적인 목조건축의 의장을 그대로 남겨둔 상태에서 내진성을 높였다. 구체적으로는, 벽 내부 제진 오일 댐퍼 설치와 지붕의 경량화를 추진했다. 시공 후에는 진도 6 이상에서도 무너지지 않는 성능을 확인했다고 한다.

2024년 7월경에 건물의 안전성에 대해 저택 소유주로부터 상담을 받은 미쓰이부동산 등이 일본건축방재협회(日本建築防災協会)의 내진 진단 방법으로 안전성을 확인해본 결과, 붕괴될 가능성이 높은 평점 0.3이 나왔다. 소유주의 의향에 따라 낡은 민가의 의장을 가능한 한 남기면서 평점 1.0을 목표로 했다.
 

화소부는 22~28나노미터대 채택, 2027년까지 새로운 제조 프로세스 개발

소니 그룹에서 반도체 사업을 담당하고 있는 소니세미컨덕터솔루션즈(SSS)는 미세 제조 프로세스를 도입해 이미지센서의 고밀도화를 추진하고 있다. 고밀도화를 통해 이미지센서의 성능을 균형 있게 높여 나갈 방침이다. 이를 통해 금액 베이스의 시장 점유율 60% 달성을 노리고 있다.

“경영은 역시 수치로 보여주어야 한다. 내건 목표를 확실하게 달성하고 싶다”. SSS의 사시다(指田) CEO는 6월에 개최된 언론을 대상으로 한 온라인 설명회에서 이렇게 말했다. SSS는 올 3월기(2024년 4월~2025년 3월) 결산에서 매출과 영업이익 모두 과거 최고치를 갱신하는 등, 호조를 기록. SSS의 이미지센서 점유율은 금액 베이스로 선두를 차지했다.

하지만, 2024년의 이미지센서 점유율은 이전, 58%로 전망했었지만, 실제는 53%로, 전년과 같은 수준에 그쳤다. 올해는 56%를 목표로 하고 있으며, 이후 수 년 내에 60% 달성을 목표로 하고 있다. 이 목표를 달성하기 위해 SSS는 기술 및 제조 측면에서 다양한 시책을 강구하고 있다. 이번 온라인 설명회에서는 이에 대한 상세한 내용에 대해 사시다 CEO 등, SSS 간부들이 설명했다.

그 중에서도 핵심이라고 할 수 있는 것이 이미지센서의 고밀도화이다. 예를 들어, 모바일용 이미지센서의 경우, 다기능화 및 대형화로 성능을 높여 왔다. 이번에 새롭게 추진되는 고밀도화를 통해 이미지센서의 각종 성능을 향상시킬 계획이다. “지금까지 ‘감도∙노이즈’, ‘다이나믹 레인지’, ‘해상도’, ‘소비전력’, ‘판독 속도’ 등 5가지 지표를 균형 있게 개선해 왔다. 이것이 우리의 강점이다”라고 SSS의 오이케(大池) CTO(최고기술책임자)는 언급. 이 방침을 향후에도 이어나갈 것이라고 밝혔다.

무인 지게차가 음료 팔레트를 트럭 적재함으로

물류 등의 사업을 전개하는 고노이케운수는 트럭 적재함에 화물을 적재하는 작업을 자동화하는 시스템을 도입했다. 자동(무인) 지게차를 트럭 적재용으로 커스터마이즈하여, 단 15분 만에 적재 작업을 완료할 수 있다. 사람이 지게차를 조종해서 적재할 때와 동등한 시간으로 실현했다. 물류업계에서 만성화되고 있는 인력 부족 문제에 대응하기 위해 선제적으로 시스템을 도입한 것이다. 자동 지게차 자체는 물류센터 내의 운송 업무에서 점차 보급되고는 있지만, 트럭 적재 작업까지 지게차로 자동화한 사례는 드물다.

-- 음료 제조업체 거점에서 도입 --
이번 시스템은 가나가와현에 있는 고노이케운수의 물류센터 ‘가나가와 아야세 영업소’에 도입되었다. 이 센터는 대형 음료 제조업체의 생산 거점 내에 위치하며, 공장에서 생산된 음료를 보관 및 출하하는 역할을 맡고 있다. 공장에서 생산된 음료는 공장 건물에서 오버브리지를 통해 물류센터 내부로 자동 반입되며, 케이스 제품(골판지 상자에 포장된 것) 상태에서 팔레타이징(palletizing, 팔레트에 적재)한 후에 자동창고에 보관된다. 많은 공정이 자동화되어 있으며, 고노이케운수의 식품부문(식품 프로덕츠 본부) 중에서도 가장 자동화가 진척된 거점이다. 선행적인 자동화 장치의 검증을 담당하는 ‘마더 공장’ 역할도 하고 있다.

힘을 정확하게 모사하는 기반 모델로 한 걸음

파나소닉 홀딩스(HD)는 사람이나 물체와의 접촉을 수반하는 로봇의 동작 제어 기술 개발에 힘을 쏟고 있다. 접촉 시의 힘을 적절히 조절하거나 예기치 못한 접촉에도 유연하게 대응할 수 있는 임피던스 제어의 구현을 손쉽게 하기 위한 연구를 착실히 진행 중이다.

2024년 10월에 열린 국제회의 ‘IROS 2024’에서는, 동작에 따라 발생하는 외력(접촉력)을 높은 정확도로 예측할 수 있는 기술 ‘DCM(Diffusion Contact Model)’을 발표했다. 생성형 AI 기술의 하나인 확산 모델을 이용해 실제 데이터를 학습함으로써 물리 시뮬레이터보다 더 높은 정확도를 달성할 수 있다.

DCM은 파나소닉이 2023년 10월에 열린 ‘IROS 2023’에서 공개한 임피던스 제어의 파라미터 설정을 효율화하는 기술 ‘IC-SLD(Impedance Control-aware Switching Linear Dynamics)’와의 조합을 상정한 것이다. IC-SLD는 사람이 시범으로 보여준 동작을 재현할 수 있는 임피던스 제어 파라미터를 자동으로 산출함과 동시에, 안전성 향상이라는 다른 목적도 충족시키는 기술이다.

DCM을 IC-SLD와 함께 사용하면, 실용성과 안전성을 동시에 확보하면서 제어 파라미터 설정을 크게 효율화할 수 있다. 시간이 많이 드는 실제 기기 평가의 상당 부분을 DCM을 활용한 고속 시뮬레이션으로 대체할 수 있기 때문이다. 파나소닉은 실제 기기만으로는 약 80분 걸리던 작업을 DCM을 병용함으로써 약 25분으로 단축할 수 있음을 입증했다.

축전과 센서 분야에서 특허 출원

도요타자동차와 도요타자동차 그룹의 도요타중앙연구소가 ‘금속유기구조체(MOF)’의 연구개발에 주력하고 있다. 닛케이 크로스테크(Nikkei xTECH)의 조사 결과, 관련 특허를 많이 출원하고 있는 것으로 확인되었다. 축전 디바이스나 흡습재, 메탄 흡장재 대상 특허뿐 아니라, 제조 기술에 관한 특허 등 다방면에 걸친다.

MOF란 금속 이온과 유기 배위자가 배위 결합으로 연결된 금속 착체의 한 종류다. 다공성 배위 고분자(PCP)라고도 부른다. 나노미터 크기의 미세한 구멍이 규칙적으로 뚫려 있어, 기체 분자를 선택적으로 흡착할 수 있다. 금속이나 배위자와 같은 구성 요소를 변경함으로써 구조나 물성을 조정할 수 있기 때문에 “설계 자유도가 높다”(MOF에 정통한 기술자). 이러한 특성을 활용하여, 다양한 기체를 흡장/흡착하는 차세대 재료로서 연구가 진행되고 있다. 이산화탄소(CO₂)의 회수/이용/저장(CCUS)을 위한 기술로서 특히 기대되는 등 용도는 매우 넓다.

일본에서는 '하늘을 나는 기지국'도 등장

2026년, 통신 분야에서 큰 변화가 예상되는 것은 위성통신이다. 지금은 미국 스페이스X의 통신 서비스 ‘Starlink’가 독주하고 있지만, 2026년에는 이에 대항하는 서비스가 잇따라 등장할 예정이다. 미국 아마존닷컴의 Project Kuiper, 미국 주도의 위성통신에 대항하는 유럽발 서비스, 그리고 일본발 ‘하늘을 나는 기지국’이다.

정보통신종합연구소(도쿄) 비즈니스·법제도연구부의 시미즈(清水) 주임 연구원은 “각국의 통신사업자들이 경쟁사보다 한발 앞서기 위해 잇따라 위성 관련 서비스를 시작하는 움직임이 활발해지고 있다”라고 지적한다. 각 기업들은 비지상계 네트워크(NTN: Non-Terrestrial Network) 서비스 제공을 타사와의 차별화 요인으로서 활용하려 하고 있다.

NTN의 최대 타깃은 지상 이동통신에 접근할 수 없는 지역에 사는 약 26억 명의 사람들이다. 일본에서는 인구 커버율이 거의 100%에 달하고 있지만, 산간 지역과 섬이 많은 특성 때문에 지상계 네트워크의 면적 커버율은 약 60%에 그친다. NTN은 지상계 네트워크가 없는 지역까지 통신 범위를 확대하기 위해 활용된다. 게다가 대규모 지진이나 폭우 등으로 지상 인프라가 파손되거나 고장에 대한 지원으로서 NTN의 활용이 필수적이다.