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고기능 구동모듈은 전기와 기계의 복합체로서 반도체 등의 다른 부품에 비해 소형화가 어렵기 때문이다.
복합시각 센서모듈도 관심이 높다. 가시광선과 적외선에서 함께 사용할 수 있는 복합시각 센서모듈의 개발은 기존의 모바일용을 비롯한
일반 환경용 센서시장 뿐만 아니라 자동차, 우주항공, 산업용, 의료기기 등 산업 각 분야의 고부가가치 신산업의 견인차다.
자동차
자율주행에 필요한 주행보조용 이미지센서 모듈, 우주항공용 이미지센서모듈, 무인탐사, 국방경계, 재난방재, 보안시스템 등을 위한 영상 센서모듈,
산업용 및 방재용 로봇시각모듈, 의료 영상기기용 영상센서모듈도 여기서 파생된다.
휴먼 인터페이스 기술과 파워라인 통신기술 등은
21세기 새로운 패러다임인 저 출산, 고령화에 따른 실버사회에서 그 중요성이 커진다. 단순히 인간의 손과 발을 대신하던 기능을 뛰어넘어 안전한
인간의 심장, 장애보조 지원, 초감각 인지기능을 갖춘 손 등의 휴먼 인터페이스 모듈로 발전한다.
이처럼 다양한 쓰임새의
디지털메카에이전트 시장은 폭발적인 잠재력을 갖고 있다. 디지털메카에이전트 시장은 기존제품의 대체가 아닌 신제품의 출시로 새로운 시장을 형성,
시장을 확대한다는 특징이 있다.
오는 2010년 디지털메카에이전트 세계시장 규모는 약 433억 달러로 추산된다. 이 가운데
핵심제품인 나노기반 고기능 구동모듈과 휴먼 인터페이스 모듈 및 복합시각 센서의 시장은 성장세가 지속, 2020년에는 약 1455억 달러의
시장으로 성장할 전망이다.
◇한발 앞서가는 선진국=디지털메카에이전트에 필요한 각종 부품을 먼저 개발하기 위한 경쟁은
이미 시작됐다. 먼저 고기능 구동모듈 연구는 현재 소형모터산업을 주도하고 있는 일본을 비롯해 미국과 유럽 국가들에서 활발하다.
일본은 90년대부터 활발한 상용화 연구가 이뤄졌던 초음파 모터의 상용화 성공 이후 초정밀 분야와 초소형 분야로 방향을 옮기고
있다.
이와 관련한 대규모 국가 프로젝트가 진행되고 있으며 고분자물질, 전압반응유체, 압전소재 등 다양한 기술을 접목하고 있다.
가공, 제어, 성능평가 기술 등 핵심 요소기술의 연구도 활발하다.
미국은 나노 기술을 고기능 구동모듈에 작용하려는 움직임이
발빠르다. 유럽의 경우에는 독일, 스위스를 중심으로 정밀 기계기술에 기반을 둔 소형 구동부품 연구가 진행되고 있다.
복합시각
센서모듈은 미국이 한발 앞서 있다. 미국 일리노이 대학에서는 가시광선과 적외선을 동시에 인식하는 센서 기술을 이미 확보했으며
나사(NASA)에서도 나노 기술을 이용, 4채널 적외선 카메라를 개발했다.
차량용 CMOS 이미지 센서 칩을 출시한 미국
마이크론은 자동차, 의료장비, 생체인식 장치 등에 사용할 수 있는 통합형 이미지 센서를 개발하고 있으며 옴니비전과 ST마이크로일렉트로닉스 등도
자동차 카메라에 사용할 수 있는 이미지 센서를 내놓았다.
일본 도시바도 올해 내에 33만 화소 CMOS 센서가 들어 있는 자동차용
센서 모듈을 내놓을 예정이며 샤프는 일반 이미지센서에 비해 촬영가능 명암비가 2만배 이상 높은 자동차용 CMOS 이미지 센서를 발표했다.
휴먼인터페이스 모듈도 미국이 앞서나가는 가운데 일본이 추격하는 상황이다. 미국 MIT대학에서는 원격지에서 로봇이 느끼는 촉감을
인간에게 전달하기 위한 촉각센서와 촉각전달 메커니즘의 개발이 이뤄지고 있다. 이를 위해 정밀 촉각센서의 개발과 함께 촉각 디스플레이 메커니즘의
정밀 구동 설계 연구가 진행 중이다.
파워라인 통신신호처리모듈은 전반적으로 초기 단계다. 직류 파워라인을 이용한 통신제어 신호처리
제품이 일부 나왔지만 9600bps 정도의 낮은 속도이며 전원 공급이 한군데에서 이뤄지는 형태다.
디지털메카에이전트와 같은 복잡한
구조를 갖는 다 관절 기기인 경우 전원공급이 여러 군데에서 나와야 하는데 아직 전력선과 통신제어 선을 하나의 선으로 이용하는 제품은 나와 있지
않다.
◇갈길 바쁜 국내 디지털메카에이전트 산업=미국이나 일본 기업은 물론이고 국내 부품 업체들도 사활을 걸고
디지털메카에이전트 기술 개발에 주력하고 있다.
우선 고기능 구동모듈은 LG전자와 삼성전기 등 대기업을 중심으로 단일품목 당
대량생산이 가능한 전동기 및 구동모듈의 개발 및 생산에 치중하고 있다. 성신, 모아텍, 피에조테크놀로지 등의 중소기업과 벤처기업들도 이 분야를
연구하고 있지만 기술적으로는 일본 등에 뒤떨어지고 낮은 생산비를 무기로 한 중국의 거센 추격에 고민하고 있는 상황이다.
복합시각
센서모듈 분야도 아직 걸음마 수준이다. 이미지 센서 연구개발은 대부분 화소 수에 경쟁하고 있는 실정이며 융합 환경용 이미지 센서 연구개발은
전무하다.
삼성전자와 매그나칩을 필두로 픽셀플러스, 씨아이센서, 실리콘파일 등에서 30만 및 130만 화소 CMOS 이미지센서를
생산하고 있고 일부 업체에서는 200만 화소 제품 생산에 들어갔다.
전자부품연구원 신찬훈 센터장은 “가시광선과 적외선을 검출하는
새로운 센서구조 및 방식에 대한 국내 연구개발은 거의 전무한 상황에서 자동차, 산업용 로봇, 의료 장비 및 생체 인식 등 다양한 동작 환경에
부합하는 사양을 갖는 고체 찰상 소자를 공급하는 것은 사실상 어렵다”고 설명했다.
휴먼인터페이스 모듈은 주로 대학과 연구소를
중심으로 진행되고 있다. 서울대학교를 비롯해 한국과학기술원, 포항산업과학연구원, 전자부품연구원 등이 그 주역이다. 인간의 감각을 대치하는 센서의
개발이 활발히 이루어지고 있으며 촉각뿐 아니라 인간의 피부가 느끼는 온각 및 냉각까지 느낄 수 있도록 하는 센서의 고기능화에 초점이 맞춰져
있다.
촉각센서는 인간이 느끼는 것과 거의 비슷한 정밀도로 감촉을 느낄 수 있는 수준에 올랐고 이를 로봇에 적용하는 과정이다.
반면 입력된 촉각정보를 시각적으로 표현하는 기술은 아직 기초 단계다.
파워라인 통신 기술은 가장 뒤떨어져 있다. 교류 방식의
전력선통신 제품은 젤라인 등이 개발했지만 직류 방식의 제품은 없으며 외국제품을 재판매하는 수준에 머물러 있다.
장동준기자@전자신문,
djjang@etnews.co.kr
◆주목받는 기업-다사테크
이제 싹이 트고 있는 국내 디지털메카에이전트 산업에서
활발한 행보를 걷는 분야는 로봇이다. 그 중에서도 눈에 띄는 주역인 다사테크(대표 강석희 http://www.dasatech.co.kr)는 제조용 로봇 분야의 탄탄한 매출 성장력을 바탕으로 지능형 서비스 로봇 분야의 시장으로 영역을 넓히고 있다.
이 회사는 제조용 로봇 분야에선 직각좌표 로봇과 리니어직각좌표 로봇, 수평다관절형 로봇, 수직다관절 로봇 등을 만들고 있다.
핵심부품인 모션컨트롤러와 서보시스템 기술도 갖추고 있다. 최근 주력하고 있는 지능형 서비스 로봇에서는 가정용 애완 로봇과 공공 서비스 로봇으로
시작했다.
특히 애완 로봇인 ‘제니보’는 전략 제품이다. ‘이리온’, ‘앉아’ 등 100여개 단어를 알아듣고 인터넷을 통한 콘텐츠
제공도 가능한 재주꾼이다. 국민로봇사업단 참여를 계기로 조만간 100만원 내외의 업그레이드된 제니보 후속작도 준비 중이다.
아직은
제조용 로봇이 매출의 70%를 차지하지만 2010년에는 지능형 서비스 로봇이 절반을 차지하도록 만든다는 방침이다. 올해 매출은 270억원 정도로
예상되며 내년 목표는 400억원 이상이다.
강석희 사장은 “선진국과의 기술 격차는 로봇 자체보다 관련 부품이 더 벌어져 있다”며
“가장 중요한 모터와 감속기는 일본보다 3년 정도 뒤쳐져 있는 게 현실”이라고 말했다. 강 사장은 또 “그래도 최근 정부의 지속적인 지원으로
로봇 부품 국산화가 속속 이뤄지고 있기 때문에 전망은 밝은 편”이라고 덧붙였다.
장동준기자@전자신문,
djjang@etnews.co.kr
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신문게재일자 : 2006/07/11
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